ARM ha annunciato il core della CPU Cortex-A77. Questo è il successore del Cortex-A76 dell'anno scorso e apporta miglioramenti delle prestazioni del 20-35%.
All'evento annuale TechDay di ARM, ARM ha annunciato il core della CPU Cortex-A77. L'annuncio del Cortex-A77 si affianca all'annuncio del GPU ARM Mali-G77, che è la prima GPU dotata della nuovissima architettura GPU "Valhall". Insieme, questi due prodotti hanno successo l'anno scorso Rispettivamente CPU Cortex-A76 e GPU Mali-G76.
ARM, con sede nel Regno Unito, acquistata dalla Softbank con sede in Giappone nel 2016, è una delle aziende più importanti nel settore tecnologico. Ogni smartphone al mondo è alimentato dal set di istruzioni ARM. Qualcomm utilizza una licenza semi-personalizzata "Made for Cortex" che consente all'azienda di incorporare prodotti personalizzati varianti dell'IP della CPU ARM nei suoi prodotti (ad esempio, il Kryo 485 Gold è una variante semi-personalizzata del Corteccia-A76). Gruppo HiSilicon di Huawei era un altro licenziatario di alto profilo dell'IP della CPU di ARM
Questo è il motivo per cui quando ARM fa un nuovo annuncio, ciò ha implicazioni significative sul settore degli smartphone. La buona notizia è che ARM è sulla buona strada ormai da un po' quando si tratta di realizzare nuove microarchitetture di CPU. Cortex-A72, Cortex-A73 e Corteccia-A75 erano tutti progetti rispettabili che compensavano gli errori del Cortex-A57. Tuttavia, il Cortex-A76 dell'anno scorso ha fatto un passo avanti in termini di prestazioni poiché prometteva "prestazioni di classe laptop" con un miglioramento delle prestazioni del 35% rispetto al già capace Cortex-A75. Di conseguenza, Qualcomm ha promesso un miglioramento delle prestazioni del 45% con lo Snapdragon 855il più grande aumento di prestazioni di qualsiasi SoC Snapdragon nella storia.
Il Cortex-A76 ha ottenuto ottime prestazioni nei campi di IPC, PPA ed efficienza. Aveva il miglior PPA del settore con dimensioni ridotte dell'area dello stampo. Ha beneficiato dell'eccellente processo FinFET a 7 nm di TSMC, ma anche i miglioramenti IPC apportati hanno lasciato il segno. È riuscito a superare il core personalizzato Exynos M3 di Samsung nella versione Exynos 9810, nonostante abbia una larghezza di decodifica più ridotta (4-wide vs. 6 di larghezza). Anche il rilascio di quest'anno del core Exynos M4 nel formato Exynos 9820 non è stato sufficiente per ottenere il vantaggio prestazionale dell'ARM (anche se ha colmato il divario), poiché il Cortex-A76 gode ancora di un vantaggio in termini di prestazioni ed efficienza sopra l'Exynos M4. (L'Exynos è stato deluso anche da un processo di produzione inferiore: LPP da 8 nm vs. FinFET da 7 nm). In particolare, l'efficienza energetica del Cortex-A76 è risultata incredibile. I SoC che utilizzano Cortex-A76 includono SoC di punta come il HiSilicon Kirin 980 e il Qualcomm Snapdragon 855, ma abbiamo iniziato a vederlo anche nei SoC di fascia media sotto forma di Qualcomm Snapdragon 675 e il Snapdragon 730/730G. L’impatto sulle prestazioni è stato efficace.
Nello spazio mobile, il Cortex-A76 è ancora inferiore ai custom core Apple visti sull'Apple A11 e sull'Apple A12 in termini di istruzioni per clock (IPC). ARM, tuttavia, non ha mostrato alcun segno di rallentamento del ritmo di miglioramento. Ad agosto, l'azienda ha presentato la sua roadmap dei core della CPU con un core "Deimos" per il 2019 e un core "Hercules" per il 2020, entrambi basati sul Cortex-A76. Sorprendentemente, l'azienda ha promesso un miglioramento CAGR delle prestazioni del 20-25% ogni anno con ogni nuovo chipset della famiglia principale Austin. ARM sta accelerando in avanti.
Il Cortex-A77 è il core della CPU "Deimos" e arriverà tra la fine del 2019 e l'inizio del 2020 SoC di punta. È un'evoluzione del Cortex-A76 ed è la seconda iterazione del core Austin famiglia. La CPU è un diretto successore microarchitettonico dell'A76, e la maggior parte delle sue caratteristiche principali sono le stesse. I fornitori saranno in grado di aggiornare l'IP del SoC senza troppi sforzi. In termini di architettura, rimane un core CPU ARM v8.2 pensato per essere accoppiato con un "piccolo" core Cortex-A55 invece che con un cluster DynamIQ Shared Unit (DSU).
Le dimensioni della cache del Cortex-A77 sono: cache di istruzioni e dati L1 da 64 KB, cache L2 da 256 e 512 KB e cache L3 condivisa fino a 4 MB. I miglioramenti prestazionali dovranno derivare da miglioramenti microarchitettonici, poiché non è previsto che ciò accada per la frequenza del core cambiamento (ARM punta ancora a 3GHz come l'A76, ma come con l'A76, è probabile che vedremo i fornitori spedire progetti con clock inferiore nuclei). I miglioramenti di processo per la prossima generazione di SoC non dovrebbero essere così importanti come nel 2018. (TSMC è passato a un processo EUV a 7 nm quest'anno, che sarà probabilmente la base dei prossimi chipset Kirin e Snapdragon.)
Il Cortex-A77, quindi, ha una microarchitettura migliorata che si traduce in miglioramenti delle prestazioni del 20%-35%. L'A76 era diverso dai suoi predecessori in termini di architettura e doveva servire come a base per i prossimi due progetti della famiglia principale Austin: Cortex-A77 nel 2019 e "Hercules" nel 2020.
Gli obiettivi principali di ARM erano aumentare l'IPC dell'architettura e continuare a concentrarsi sulla fornitura del miglior PPA (potenza, prestazioni e area) del settore. I vantaggi in termini di dimensioni dell'area e di efficienza energetica della A76 rimarranno vantaggi anche per la A77.
In termini di microarchitettura, ARM è cambiata parecchio. Sul front-end il core ha una larghezza di banda di recupero più elevata con un raddoppio della capacità di previsione del marchio, un nuovo macro-OP struttura della cache che funge da cache di istruzioni L0, una nuova pipeline ALU intera e code e problemi di caricamento/archiviazione rinnovati capacità. Ci sono anche ottimizzazioni del codice dinamico al seguito e sono spiegate in dettaglio nel post del blog di ARM. La larghezza di decodifica rimane a 4 larghezze.
Anche il back-end del core contiene miglioramenti e consiglio agli utenti di leggerli Quello di AnandTech copertura per molti più dettagli. ARM ha aggiunto un ulteriore numero intero ALU. Anche i prefetcher dei dati sono stati migliorati, il che è una buona notizia considerando che l'A76 aveva già dei prefetcher eccellenti secondo AnandTech. Sono stati aggiunti nuovi motori di prelettura aggiuntivi per migliorare la precisione del prelettura. Tutto ciò è legato al sottosistema di memoria del core, che è un aspetto fondamentale. Il sottosistema di memoria di una CPU comprende la latenza della memoria e la larghezza di banda della memoria.
ARM promette miglioramenti delle prestazioni del 20-35% per il Cortex-A77
Secondo ARM, il Cortex-A77 ha un miglioramento delle prestazioni a thread singolo IPC del 20% rispetto al suo predecessore in Geekbench 4, 23% in SPECint2006, 35% in SPECfp2006, 20% in SPECint2017 e 25% in SPECfp2017. Tutti questi sono proiettati con un processo a 7 nm e con una frequenza di 3 GHz. Se questi miglioramenti si concretizzeranno, i SoC di prossima generazione potrebbero fornire prestazioni straordinarie e esperienze di durata della batteria sui futuri smartphone. I miglioramenti del PQ, in particolare, rappresentano un significativo miglioramento generazionale. Naturalmente, l'A77 non sarà privo di concorrenza, dato che Samsung tornerà con l'Exynos M5 nel 2020, e prima ancora, l'A13 di Apple farà sicuramente parte dei nuovi iPhone.
ARM afferma inoltre che l'efficienza energetica dell'A77 rimarrà la stessa dei SoC A76. Cosa significa è che le prestazioni di picco, i core della CPU utilizzeranno la stessa quantità di energia (misurata in joule) per completare a compito. Tuttavia, potenza ed energia sono due concetti diversi. L'A77 avrà un maggiore consumo energetico che è lineare con l'aumento delle prestazioni. Ciò potrebbe causare problemi con i limiti TDP nei telefoni. Per contrastare questo problema, stiamo già vedendo i principali fornitori adottare configurazioni core non convenzionali grande + media + piccola (2+2+4 nel caso di HiSilicon e 1+3+4 nel caso di Qualcomm). L’A77 sarà inoltre più grande del 17% rispetto all’A76, il che significa che è sulla buona strada per avere ancora il miglior PPA della categoria.
Sono stato un grande fan delle implementazioni dell'A76, dato che funziona benissimo anche con SoC di fascia media come lo Snapdragon 675. Lo Snapdragon 855 e il Kirin 980 sono entrambi SoC di punta altamente performanti e non vedo l'ora di vedere il livello di miglioramenti apportati dalle implementazioni dell'A77 nel SoC di prossima generazione. ARM afferma che i suoi principali clienti si stanno ancora concentrando fortemente sull'ottenimento del miglior PPA ed è facile vedere che l'azienda offre le migliori soluzioni in questo campo considerare.
Quando vedremo l'A77 in un SoC? Prima dei recenti eventi tumultuosi con Huawei, avrei detto che l'HiSilicon Kirin 985 avrebbe sicuramente dovuto includere l'A77 e la GPU Mali-G77 per un vero SoC di prossima generazione nel 2019. Tuttavia, con ARM che ha deciso di tagliare i legami con Huawei, dubito che ciò sia più possibile, a meno che la situazione infiammabile con Huawei non venga risolta nelle prossime settimane. Il prossimo SoC Snapdragon di punta di Qualcomm probabilmente non verrà spedito ai consumatori fino al primo trimestre del 2020, quindi i consumatori che desiderano utilizzare il nuovissimo core CPU di ARM potrebbero dover aspettare un po'.
Fonte: BRACCIO
attraverso: AnandTech