Az ARM bejelentette a Cortex-A77 CPU magot 20-35%-os teljesítményjavítással

Az ARM éves TechDay rendezvényén az ARM bejelentette a Cortex-A77 CPU magot. A Cortex-A77 bejelentése a bejelentés mellett érkezik ARM Mali-G77 GPU, amely az első GPU, amely a vadonatúj "Valhall" GPU architektúrával rendelkezik. Ez a két termék együttesen sikeres volt a tavalyi évben Cortex-A76 CPU és Mali-G76 GPU.

A brit székhelyű ARM, amelyet 2016-ban vásárolt meg a japán székhelyű Softbank, a technológiai iparág egyik legfontosabb vállalata. A világ minden okostelefonját az ARM utasításkészlete hajtja meg. A Qualcomm egy félig egyedi "Made for Cortex" licencet használ, amely lehetővé teszi a vállalat számára, hogy testreszabott az ARM CPU IP-jének változatai a termékeiben (például a Kryo 485 Gold egy félig egyedi változata a Cortex-A76). A Huawei HiSilicon csoportja volt az ARM CPU IP-jének egy másik kiemelt licenctulajdonosa, az ARM CPU magjainak törzsverzióit használja, míg a Samsung Systems LSI és az Apple teljesen egyedi magokat használ az ARM utasításkészletén felül. A Samsung és a HiSilicon az ARM Mali GPU-it is licencelje házon belüli SoC-jaihoz, míg a Qualcomm és az Apple úgy dönt, hogy az egyéni GPU-megoldásaikat választja (például a Qualcomm saját Adreno GPU-it használja).

Ezért van az, hogy amikor az ARM új bejelentést tesz, annak jelentős hatásai vannak az okostelefon-iparra. A jó hír az, hogy az ARM már egy ideje pörög, amikor új CPU mikroarchitektúrákról van szó. A Cortex-A72, Cortex-A73 és Cortex-A75 mind tiszteletreméltó tervek voltak, amelyek pótolták a Cortex-A57 hibáit. A tavalyi Cortex-A76 azonban egy lépést tett a teljesítmény terén, mivel "laptop osztályú teljesítményt" ígért, 35%-os teljesítményjavulással a már képes Cortex-A75-höz képest. Eszerint, A Qualcomm 45%-os teljesítményjavulást ígért a Snapdragon 855-tela Snapdragon SoC történetének legnagyobb teljesítménybeli buktatója.

A Cortex-A76 kiváló teljesítményt nyújtott az IPC, a PPA és a hatékonyság területén. Az iparág legjobb PPA-ja volt, kis szerszámfelülettel. Jót tett a TSMC kiváló 7 nm-es FinFET folyamatának, de az IPC fejlesztései is rányomták bélyegüket. Sikerült felülmúlnia a Samsung Exynos M3 egyedi magját Exynos 9810, annak ellenére, hogy szűkebb dekódolási szélessége van (4 széles vs. 6 széles). Még az Exynos M4 mag idei kiadása is a Exynos 9820 nem volt elég az ARM teljesítményelőnyének megragadásához (bár csökkentette a különbséget), mivel a Cortex-A76 továbbra is teljesítmény- és hatékonyságelőnyt élvez az Exynos M4 felett. (Az Exynost egy gyengébb gyártási folyamat is cserbenhagyta: 8nm LPP vs. 7nm FinFET). Különösen a Cortex-A76 energiahatékonyságát találták hihetetlennek. A Cortex-A76-ot használó SoC-k közé tartoznak a zászlóshajó SoC-k, mint például a HiSilicon Kirin 980 és a Qualcomm Snapdragon 855, de elkezdtük látni a középkategóriás SoC-kben is a Qualcomm Snapdragon 675 és a Snapdragon 730/730G. A teljesítményre gyakorolt ​​hatás hatékony volt.

A mobil térben a Cortex-A76 továbbra is alulmúlja az Apple egyedi magjait, amint az Apple A11-en és az Apple A12-n látható az órajelenkénti utasítások (IPC) tekintetében. Az ARM azonban semmi jelét nem mutatta a javulás lassításának. Augusztusban a cég bemutatta a CPU-mag ütemtervét egy „Deimos” maggal 2019-re és egy „Hercules” maggal 2020-ra, mindkettő Cortex-A76-on alapul. Lenyűgöző módon a cég minden évben 20-25%-os CAGR teljesítményjavulást ígért az Austin alapcsalád minden egyes új lapkakészletével. ARM gyorsul előre.

A Cortex-A77 a "Deimos" CPU mag, és 2019 végén és 2020 elején fog megjelenni. zászlóshajó SoC. Ez a Cortex-A76 evolúciója, és az Austin mag második iterációja család. A CPU az A76 közvetlen mikroarchitektúrás utódja, és a legtöbb alapvető funkciója megegyezik. A gyártók nagy erőfeszítés nélkül frissíthetik a SoC IP-t. Ami az architektúrát illeti, ez továbbra is egy ARM v8.2 CPU mag, amelyet egy DynamIQ Shared Unit (DSU) fürt helyett egy Cortex-A55 "kis" maggal kívánnak párosítani.

A Cortex-A77 gyorsítótár mérete a következő: 64 KB L1 utasítás- és adatgyorsítótár, 256 és 512 KB L2 gyorsítótár, valamint legfeljebb 4 MB megosztott L3 gyorsítótár. A teljesítménynövekedésnek mikroarchitektúrás fejlesztésekből kell származnia, mivel a mag frekvenciája várhatóan nem változás (az ARM továbbra is a 3 GHz-et célozza meg, mint az A76, de az A76-hoz hasonlóan valószínűleg látni fogjuk, hogy a gyártók alacsonyabb órajelű terveket szállítanak majd magok). A következő generációs SoC-ok folyamatfejlesztései várhatóan nem lesznek olyan jelentősek, mint 2018-ban. (A TSMC idén átállt a 7 nm-es EUV folyamatra, amely valószínűleg a következő Kirin és Snapdragon lapkakészletek alapja lesz.)

A Cortex-A77 ezért továbbfejlesztett mikroarchitektúrával rendelkezik, amely 20–35%-os teljesítménynövekedést eredményez. Az A76 felépítésében különbözött elődeitől, és az volt a célja, hogy Az austini alapcsalád következő két dizájnjának alapvonala: a Cortex-A77 2019-ben és a "Hercules" 2020.

Az ARM elsődleges célja az architektúra IPC-jének növelése, valamint az volt, hogy továbbra is a legjobb PPA (teljesítmény, teljesítmény és terület) biztosítására összpontosítson az iparágban. Az A76 területmérete és energiahatékonysági előnyei továbbra is az A77 előnyei maradnak.

Ami a mikroarchitektúrát illeti, az ARM elég sokat változott. Az előlapon a mag nagyobb lekérési sávszélességgel rendelkezik a márkaelőrejelző képesség megkétszerezésével, egy új makro-OP L0 utasítás-gyorsítótárként működő gyorsítótár-struktúra, új egész ALU-folyamat, valamint megújult betöltési/tárolási sorok és probléma képesség. Dinamikus kódoptimalizálások is találhatók a vontatásban, ezekről az ARM blogbejegyzésében olvashat részletesen. A dekódolás szélessége 4-es marad.

A mag hátulja is tartalmaz fejlesztéseket, és ajánlom a felhasználóknak, hogy olvassák el AnandTech lefedettség sokkal több részletért. Az ARM hozzáadott egy további egész ALU-t. Az adat-prefetcher-eket is továbbfejlesztették, ami jó hír, tekintve, hogy az A76-nak már voltak kiváló előleadói AnandTech. Új, további előzetes letöltési motorok kerültek hozzáadásra az előzetes letöltési pontosság javítása érdekében. Mindez összefügg a mag memória alrendszerével, ami alapvető szempont. A CPU memória alrendszere a memória késleltetéséből és a memória sávszélességéből áll.

Az ARM 20-35%-os teljesítménynövekedést ígér a Cortex-A77-hez

Az ARM szerint a Cortex-A77 egyszálú IPC teljesítménye 20%-kal javult a sajátjához képest. elődje a Geekbench 4-ben, 23% a SPECint2006-ban, 35% a SPECfp2006-ban, 20% a SPECint2017-ben és 25% a SPECint2006-ban SPECfp2017. Mindezeket 7 nm-es folyamaton és 3 GHz-es frekvencián vetítik. Ha ezek a fejlesztések megvalósulnak, a következő generációs SoC-k lenyűgöző teljesítményt és akkumulátor-élettartamot biztosíthatnak a jövő okostelefonjain. Az FP fejlesztései különösen jelentős generációs előrelépést jelentenek. Természetesen az A77 sem marad verseny nélkül, hiszen a Samsung 2020-ban visszatér az Exynos M5-tel, előtte pedig biztos, hogy az Apple A13-a is része lesz az új iPhone-oknak.

Az ARM azt is kijelenti, hogy az A77 energiahatékonysága ugyanaz marad, mint az A76 SoC-é. Mit jelent az a csúcsteljesítmény, a CPU magok ugyanannyi energiát használnak fel (joule-ban mérve) egy feladat. A hatalom és az energia azonban két különböző fogalom. Az A77-nek megnövekedett energiafogyasztása lesz, ami lineáris a megnövekedett teljesítménnyel. Ez problémákhoz vezethet a telefonok TDP-korlátaival kapcsolatban. Ennek ellensúlyozására már azt látjuk, hogy a nagy gyártók nagy + közepes + kis nem szokványos magkonfigurációkat alkalmaznak (2+2+4 a HiSilicon esetében és 1+3+4 a Qualcomm esetében). Az A77 emellett 17%-kal nagyobb lesz, mint az A76, ami azt jelenti, hogy jó úton halad afelé, hogy továbbra is kategóriájában a legjobb PPA legyen.

Nagy rajongója voltam az A76 implementációinak, mivel olyan jól működik még a középkategóriás SoC-kban is, mint például a Snapdragon 675. A Snapdragon 855 és a Kirin 980 egyaránt nagy teljesítményű zászlóshajó SoC-k, és alig várom, hogy lássam, milyen szintű fejlesztéseket hoztak az A77 megvalósításai. következő generációs SoC-k. Az ARM kijelenti, hogy fő ügyfelei továbbra is nagy hangsúlyt fektetnek a legjobb PPA meglétére, és könnyen belátható, hogy a vállalat a legjobb megoldásokat kínálja ebben tekintettel.

Mikor láthatjuk az A77-et SoC-ben? A Huawei-vel kapcsolatos közelmúltbeli viharos események előtt azt mondtam volna, hogy a HiSilicon Kirin 985-ben 2019-ben minden bizonnyal az A77, valamint a Mali-G77 GPU-val kell rendelkeznie, hogy valódi új generációs SoC-t kapjon. Mivel azonban az ARM úgy döntött, hogy megszakítja kapcsolatait a Huawei-vel, kétlem, hogy ez lehetséges-e többé, hacsak a következő hetekben nem oldódik meg a Huawei éghető helyzete. A Qualcomm következő zászlóshajója, a Snapdragon SoC valószínűleg csak 2020 első negyedévében kerül a fogyasztókhoz, így az ARM legújabb CPU magját használni kívánó fogyasztóknak várniuk kell egy ideig.

Forrás: KAR

Keresztül: AnandTech