ARM、性能が20～35%向上したCortex-A77 CPUコアを発表

ARM の年次イベント TechDay で、ARM は Cortex-A77 CPU コアを発表しました。 Cortex-A77 の発表は、 ARM Mali-G77 GPU、これは真新しい「Valhall」GPU アーキテクチャを備えた最初の GPU です。 これら 2 つの製品は共に、昨年の製品を引き継ぎます。 それぞれ Cortex-A76 CPU と Mali-G76 GPU.

英国に本拠を置くARMは、2016年に日本のソフトバンクによって買収された、テクノロジー業界で最も重要な企業の1つです。 世界中のすべてのスマートフォンは ARM の命令セットを搭載しています。 クアルコムはセミカスタムの「Made for Cortex」ライセンスを使用しており、カスタマイズされた機能を組み込むことができます。 ARM の製品に含まれる ARM の CPU IP のバリアント (たとえば、Kryo 485 Gold は、 コーテックス-A76）。 ファーウェイのHiSiliconグループ だった ARM の CPU IP のもう 1 つの有名なライセンシーはARMのCPUコアのストックバージョンを使用していますが、Samsung Systems LSIとAppleはARMの命令セットに加えて完全にカスタムのコアを使用しています。 Samsung と HiSilicon も自社 SoC 用に ARM の Mali GPU のライセンスを取得していますが、Qualcomm と Apple はカスタム GPU ソリューションを使用することを選択しています (たとえば、Qualcomm は独自の Adreno GPU を使用しています)。

ARMが新たな発表をするとき、それはスマートフォン業界に重大な影響を与えるのはこのためです。 良いニュースは、ARM が新しい CPU マイクロアーキテクチャの開発に関して、ここしばらく順調に進んでいることです。 Cortex-A72、Cortex-A73、および コーテックス-A75 これらはすべて、Cortex-A57 の間違いを補った立派な設計でした。 しかし、昨年の Cortex-A76 は、すでに有能な Cortex-A75 よりも 35% 性能が向上し、「ラップトップ クラスのパフォーマンス」を約束し、パフォーマンスの点で一歩先を行きました。 それに応じて、

クアルコムはSnapdragon 855で45%のパフォーマンス向上を約束Snapdragon SoC 史上最大のパフォーマンス向上。

Cortex-A76 は、IPC、PPA、効率の分野で高いパフォーマンスを発揮しました。 小さなダイ領域サイズで業界最高の PPA を実現しました。 TSMC の優れた 7nm FinFET プロセスの恩恵を受けましたが、それによってもたらされた IPC の改善も功を奏しました。 サムスンの Exynos M3 カスタム コアを上回るパフォーマンスを発揮しました。 エクシノス 9810デコード幅が狭いにもかかわらず (4 幅対 6ワイド）。 今年の Exynos M4 コアのリリースでも、 エクシノス 9820 Cortex-A76 は、ARM のパフォーマンス上の利点を奪うには十分ではありませんでした (差は縮まりましたが)。 依然としてパフォーマンスと効率の利点を享受できます Exynos M4を超えます。 (Exynos は、劣悪な製造プロセスによっても失望させられました。8nm LPP と 7nm FinFET）。 特に、Cortex-A76 のエネルギー効率は信じられないほど優れていることがわかっています。 Cortex-A76 を使用する SoC には、次のようなフラッグシップ SoC が含まれます。 HiSilicon キリン 980 そしてその クアルコム スナップドラゴン 855、しかし、ミッドレンジ SoC の形でも見られ始めています。 クアルコム スナップドラゴン 675 そしてその スナップドラゴン730/730G. パフォーマンスへの影響は効果的です。

モバイル分野では、Cortex-A76 は、Apple A11 や Apple A12 に見られるように、クロックあたりの命令数 (IPC) の点で Apple のカスタム コアよりもまだ劣っています。 しかし、ARM は改善の速度を緩める気配を見せていません。 同社は8月に、2019年に「Deimos」コア、2020年に「Hercules」コアを搭載するCPUコアロードマップを発表したが、どちらもCortex-A76をベースとしている。 印象的なのは、同社は、Austin コア ファミリの新しいチップセットごとに、毎年 20 ～ 25% の CAGR パフォーマンスの向上を約束したことです。 ARM は急速に前進しています。

Cortex-A77 は「Deimos」CPU コアで、2019 年末から 2020 年初めにかけて発売される予定です。 フラッグシップSoC。 これは Cortex-A76 の進化版であり、Austin コアの 2 番目の反復です。 家族。 CPU は A76 のマイクロアーキテクチャの直接の後継であり、そのコア機能のほとんどは同じです。 ベンダーは、多くの労力を費やすことなく SoC IP をアップグレードできるようになります。 アーキテクチャの点では、DynamIQ 共有ユニット (DSU) クラスターの代わりに Cortex-A55 の「小さな」コアとペアになることを目的とした ARM v8.2 CPU コアのままです。

Cortex-A77 のキャッシュ サイズは、64KB の L1 命令キャッシュとデータ キャッシュ、256 KB と 512KB の L2 キャッシュ、最大 4MB の共有 L3 キャッシュです。 コアの周波数は期待されていないため、パフォーマンスの向上はマイクロアーキテクチャの改善によってもたらされる必要があります。 変更 (ARM は依然として A76 と同様に 3GHz をターゲットにしていますが、A76 と同様に、ベンダーがより低いクロックの設計を出荷する可能性があります) コア）。 次世代 SoC のプロセスの改善は、2018 年ほど大きくはならないと予想されます。 (TSMC は今年 7nm EUV プロセスに移行しており、これが次の Kirin および Snapdragon チップセットの基礎になる可能性があります。)

したがって、Cortex-A77 はマイクロアーキテクチャが改良されており、パフォーマンスが 20% ～ 35% 向上します。 A76 はアーキテクチャの点で前任者とは異なり、 オースティンコアファミリーの次の 2 つの設計のベースライン: 2019 年の Cortex-A77、および 2019 年の「Hercules」 2020.

ARM の主な目標は、アーキテクチャの IPC を向上させることと、業界で最高の PPA (電力、パフォーマンス、エリア) を提供することに引き続き注力することでした。 A76 の面積とエネルギー効率の利点は、A77 にとっても依然として有利です。

マイクロアーキテクチャの観点から見ると、ARM は大きく変わりました。 フロントエンドでは、コアのフェッチ帯域幅が向上し、ブランド予測機能が 2 倍になり、新しいマクロ OP が追加されました。 L0 命令キャッシュとして機能するキャッシュ構造、新しい整数 ALU パイプライン、改良されたロード/ストア キューと発行 能力。 動的コードの最適化も含まれており、ARM のブログ投稿で詳しく説明されています。 デコード幅は 4 ワイドのままです。

コアのバックエンドにも改善が含まれており、ユーザーには次の内容を読むことをお勧めします。 アナンドテックの カバレッジ さらに詳しく。 ARM は、追加の整数 ALU を追加しました。 データ プリフェッチャーも改善されました。これは、A76 がすでに優れたプリフェッチャーを備えていたことを考えると、良いニュースです。 アナンドテック. プリフェッチの精度を向上させるために、新しいプリフェッチ エンジンが追加されました。 これらはすべて、基本的な側面であるコアのメモリ サブシステムに関連しています。 CPU のメモリ サブシステムは、メモリ レイテンシとメモリ帯域幅で構成されます。

ARM は Cortex-A77 のパフォーマンスが 20 ～ 35% 向上すると約束

ARM によると、Cortex-A77 は、IPC シングルスレッドのパフォーマンスが従来のものより 20% 向上しています。 Geekbench 4 では前世代、SPECint2006 では 23%、SPECfp2006 では 35%、SPECint2017 では 20%、そして SPECint2017 では 25% SPECfp2017。 これらはすべて 7nm プロセスと 3GHz の周波数で投影されます。 これらの改善が実現すれば、次世代 SoC により、将来のスマートフォンで驚くべきパフォーマンスとバッテリー寿命が実現する可能性があります。 特に FP の向上は世代間の大幅な向上です。 もちろん、サムスンが2020年にExynos M5を復活させる予定であるため、A77にも競争がないわけではなく、その前にAppleのA13が新しいiPhoneの一部となるのは確実だ。

ARM はまた、A77 のエネルギー効率は A76 SoC と同じままであるとも述べています。 これが何を意味するか これがピークパフォーマンスである場合、CPU コアは同じ量のエネルギー (ジュールで測定) を使用して、 タスク。 ただし、電力とエネルギーは 2 つの異なる概念です。 A77 では、パフォーマンスの向上に比例して消費電力も増加します。 これにより、電話機の TDP 制限に関する問題が発生する可能性があります。 これに対抗するために、大手ベンダーが大規模 + 中規模 + 少し型破りなコア構成 (HiSilicon の場合は 2+2+4、Qualcomm の場合は 1+3+4) を採用しているのがすでに見られます。 また、A77 は A76 よりも 17% 大きくなり、これはクラス最高の PPA を達成できる軌道に乗っていることを意味します。

Snapdragon 675 などのミッドレンジ SoC でも非常にうまく機能するため、私は A76 の実装の大ファンです。 Snapdragon 855 と Kirin 980 はどちらも高性能のフラッグシップ SoC であり、A77 の実装によってもたらされる改善レベルを見るのが待ちきれません。 次世代SoC。 ARM は、主要顧客は依然として最高の PPA を実現することに重点を置いており、同社がこの分野で最高のソリューションを提供していることが容易にわかります。 尊重する。

A77 が SoC に搭載されるのはいつですか? ファーウェイとの最近の騒動が起きる前、私は、2019 年には HiSilicon Kirin 985 が真の次世代 SoC として A77 と Mali-G77 GPU を搭載することが確実に期待されるだろうと言っていたでしょう。 しかし、ARMがファーウェイとの関係を断つことを決定したため、ファーウェイとの可燃性の状況が今後数週間以内に解決しない限り、これが可能かどうかは疑問です。 クアルコムの次の主力製品であるSnapdragon SoCは、おそらく2020年の第1四半期まで消費者に出荷されないため、ARMの最新CPUコアの使用を検討している消費者はしばらく待たなければならないかもしれない。

ソース: 腕

経由: アナンドテック