ARM აცხადებს Cortex-A77 CPU ბირთვს 20-35% მუშაობის გაუმჯობესებით

ARM-ის ყოველწლიურ TechDay ღონისძიებაზე ARM-მა გამოაცხადა Cortex-A77 CPU ბირთვი. Cortex-A77 განცხადება მოდის განცხადებასთან ერთად ARM Mali-G77 GPU, რომელიც არის პირველი GPU, რომელსაც აქვს ახალი "Valhall" GPU არქიტექტურა. ეს ორი პროდუქტი ერთად წარმატებას მიაღწევს შარშანდელს Cortex-A76 CPU და Mali-G76 GPU შესაბამისად.

ბრიტანეთში დაფუძნებული ARM, რომელიც იაპონურმა Softbank-მა 2016 წელს შეიძინა, არის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი კომპანია ტექნოლოგიური ინდუსტრიაში. მსოფლიოში ყველა სმარტფონი იკვებება ARM-ის ინსტრუქციების ნაკრებით. Qualcomm იყენებს ნახევრად მორგებულ "Made for Cortex" ლიცენზიას, რომელიც საშუალებას აძლევს კომპანიას ჩართოს მორგებული ARM-ის CPU IP-ის ვარიანტები მის პროდუქტებში (მაგალითად, Kryo 485 Gold არის ნახევრად მორგებული ვარიანტი Cortex-A76). Huawei-ს HiSilicon ჯგუფი იყო ARM-ის CPU IP-ის კიდევ ერთი მაღალი დონის ლიცენზიატი, ARM-ის CPU ბირთვების მარაგის ვერსიების გამოყენებით, ხოლო Samsung Systems LSI და Apple იყენებენ სრულად მორგებულ ბირთვებს ARM-ის ინსტრუქციების ნაკრების თავზე. Samsung და HiSilicon ასევე ლიცენზირებულნი არიან ARM-ის Mali GPU-ებზე მათი შიდა SoC-ებისთვის, ხოლო Qualcomm და Apple ირჩევენ თავიანთი GPU გადაწყვეტილებების გამოყენებას (მაგალითად, Qualcomm იყენებს საკუთარ Adreno GPU-ებს).

სწორედ ამიტომ, როდესაც ARM აკეთებს ახალ განცხადებას, მას მნიშვნელოვანი გავლენა აქვს სმარტფონების ინდუსტრიაზე. კარგი ამბავი ის არის, რომ ARM უკვე დიდი ხანია მუშაობს, როდესაც საქმე ეხება ახალი CPU მიკროარქიტექტურების შექმნას. Cortex-A72, Cortex-A73 და Cortex-A75 იყო ყველა პატივცემული დიზაინი, რომელიც ანაზღაურებდა Cortex-A57-ის შეცდომებს. თუმცა, შარშანდელმა Cortex-A76-მა ნაბიჯი გადადგა შესრულების თვალსაზრისით, რადგან დაჰპირდა "ლეპტოპის კლასის შესრულებას" მუშაობის 35%-ით გაუმჯობესებით უკვე ქმედუნარიან Cortex-A75-თან შედარებით. შესაბამისად, Qualcomm დაჰპირდა მუშაობის 45%-ით გაუმჯობესებას Snapdragon 855-ითSnapdragon SoC-ის ყველაზე დიდი წარმადობა ისტორიაში.

Cortex-A76 იყო მაღალი მაჩვენებლები IPC, PPA და ეფექტურობის სფეროებში. მას ჰქონდა საუკეთესო PPA ინდუსტრიაში მცირე ზომის ფართობის ზომებით. მან ისარგებლა TSMC-ის შესანიშნავი 7 ნმ FinFET პროცესით, მაგრამ მის მიერ მიღებულმა IPC-ის გაუმჯობესებებმა ასევე დაამტკიცა თავისი ნიშანი. მან მოახერხა Samsung-ის Exynos M3 საბაჟო ბირთვს Exynos 9810მიუხედავად იმისა, რომ აქვს უფრო ვიწრო დეკოდირების სიგანე (4-ფართო vs. 6-განიერი). Exynos M4 ბირთვის წლევანდელი გამოშვებაც კი Exynos 9820 არ იყო საკმარისი ARM-ის შესრულების უპირატესობის მოსაპოვებლად (თუმცა მან შეასრულა უფსკრული), როგორც Cortex-A76 კვლავ სარგებლობს შესრულების და ეფექტურობის უპირატესობით Exynos M4-ზე. (Exynos ასევე დაიშალა დაბალი წარმოების პროცესით: 8nm LPP vs. 7 ნმ FinFET). კერძოდ, Cortex-A76-ის ენერგოეფექტურობა აღმოჩნდა წარმოუდგენელი. SoC-ები, რომლებიც იყენებენ Cortex-A76-ს, მოიცავს ფლაგმანურ SoC-ებს, როგორიცაა HiSilicon Kirin 980 და Qualcomm Snapdragon 855, მაგრამ ჩვენ ასევე დავიწყეთ მისი ნახვა საშუალო დიაპაზონის SoC-ებში Qualcomm Snapdragon 675 და Snapdragon 730/730G. გავლენა შესრულებაზე ეფექტური იყო.

მობილურ სივრცეში Cortex-A76 კვლავ ჩამორჩება Apple-ის მორგებულ ბირთვებს, როგორც ჩანს Apple A11-ზე და Apple A12-ზე ინსტრუქციების მიხედვით საათზე (IPC). თუმცა, ARM-მა არ აჩვენა გაუმჯობესების ტემპის შენელების ნიშანი. აგვისტოში კომპანიამ წარმოადგინა CPU-ის ძირითადი საგზაო რუკა "Deimos" ბირთვით 2019 წლისთვის და "Hercules" ბირთვით 2020 წლისთვის, ორივე მათგანი დაფუძნებულია Cortex-A76-ზე. შთამბეჭდავია, რომ კომპანია ყოველწლიურად დაჰპირდა CAGR მუშაობის 20-25%-ით გაუმჯობესებას Austin-ის ძირითადი ოჯახის ყოველი ახალი ჩიპსეტით. ARM წინ მიიწევს.

Cortex-A77 არის "Deimos" CPU ბირთვი და ის გაივლის გზას 2019 წლის ბოლოს და 2020 წლის დასაწყისში. ფლაგმანი SoCs. ეს არის Cortex-A76-ის ევოლუცია და არის ოსტინის ბირთვის მეორე გამეორება. ოჯახი. CPU არის A76-ის პირდაპირი მიკროარქიტექტურული მემკვიდრე და მისი ძირითადი მახასიათებლების უმეტესობა იგივეა. გამყიდველები შეძლებენ SoC IP-ის განახლებას დიდი ძალისხმევის გარეშე. არქიტექტურის თვალსაზრისით, ის რჩება ARM v8.2 CPU ბირთვად, რომელიც განკუთვნილია Cortex-A55 "პატარა" ბირთვთან, ნაცვლად DynamIQ Shared Unit (DSU) კლასტერთან.

Cortex-A77-ის ქეშის ზომებია: 64KB L1 ინსტრუქცია და მონაცემთა ქეში, 256 და 512KB L2 ქეში და 4MB-მდე საერთო L3 ქეში. შესრულების გაუმჯობესება უნდა მოხდეს მიკროარქიტექტურული გაუმჯობესებიდან, რადგან ბირთვის სიხშირე არ არის მოსალოდნელი ცვლილება (ARM კვლავ მიზნად ისახავს A76-ის მსგავსად 3 გჰც-ს, მაგრამ როგორც A76-ის შემთხვევაში, სავარაუდოა, რომ ვიხილოთ გამყიდველების გემის დიზაინი უფრო დაბალი საათის ბირთვები). მომავალი თაობის SoC-ების პროცესის გაუმჯობესება არ იქნება ისეთი მნიშვნელოვანი, როგორც 2018 წელს. (TSMC წელს გადავიდა 7 ნმ EUV პროცესზე, რომელიც სავარაუდოდ იქნება შემდეგი Kirin და Snapdragon ჩიპსეტების საფუძველი.)

ამრიგად, Cortex-A77-ს აქვს გაუმჯობესებული მიკროარქიტექტურა, რაც იწვევს მუშაობის 20%-35%-ით გაუმჯობესებას. A76 განსხვავდებოდა მისი წინამორბედებისგან არქიტექტურის თვალსაზრისით და ის უნდა ემსახურებოდეს საბაზისო ხაზი ოსტინის ძირითადი ოჯახის შემდეგი ორი დიზაინისთვის: Cortex-A77 2019 წელს და "ჰერკულესი" 2020.

ARM-ის ძირითადი მიზნები იყო არქიტექტურის IPC-ის გაზრდა, ასევე, ფოკუსირების გაგრძელება ინდუსტრიაში საუკეთესო PPA-ის (ძალა, შესრულება და ფართობი) მიწოდებაზე. ფართობის ზომა და A76-ის ენერგოეფექტურობის უპირატესობები კვლავ დარჩება უპირატესობებად A77-ისთვის.

მიკროარქიტექტურის თვალსაზრისით, ARM საკმაოდ შეიცვალა. წინა მხარეს ბირთვს აქვს უფრო მაღალი გამტარუნარიანობა ბრენდის პროგნოზირების შესაძლებლობის გაორმაგებით, ახალი მაკრო-OP ქეშის სტრუქტურა მოქმედებს როგორც L0 ინსტრუქციის ქეში, ახალი მთელი რიცხვი ALU მილსადენი და განახლებული დატვირთვა/მაღაზია რიგები და პრობლემა უნარი. ასევე არის დინამიური კოდის ოპტიმიზაცია და ისინი დეტალურად არის ახსნილი ARM-ის ბლოგ პოსტში. გაშიფვრის სიგანე რჩება 4 სიგანით.

ბირთვის უკანა ნაწილი ასევე შეიცავს გაუმჯობესებებს და მომხმარებლებს ვურჩევ წაიკითხონ AnandTech-ის გაშუქება გაცილებით მეტი დეტალისთვის. ARM-მა დაამატა დამატებითი მთელი რიცხვი ALU. ასევე გაუმჯობესდა მონაცემთა პრეფეტჩერები, რაც კარგი ამბავია იმის გათვალისწინებით, რომ A76-ს უკვე ჰყავდა შესანიშნავი გადამყვანები. AnandTech. დამატებულია ახალი დამატებითი წინასწარი ამოღების ძრავები წინასწარ ამოღების სიზუსტის გასაუმჯობესებლად. ეს ყველაფერი დაკავშირებულია ბირთვის მეხსიერების ქვესისტემასთან, რაც ფუნდამენტური ასპექტია. CPU-ს მეხსიერების ქვესისტემა მოიცავს მეხსიერების შეყოვნებას და მეხსიერების გამტარობას.

ARM გვპირდება 20-35%-იანი მუშაობის გაუმჯობესებას Cortex-A77-ისთვის

ARM-ის თანახმად, Cortex-A77-ს აქვს 20%-ით IPC ერთი ძაფის მუშაობის გაუმჯობესება მისთან შედარებით. წინამორბედი Geekbench 4-ში, 23% SPECint2006-ში, 35% SPECfp2006-ში, 20% SPECint2017-ში და 25% SPECfp2017. ეს ყველაფერი დაპროექტებულია 7 ნმ პროცესზე და 3 გჰც სიხშირეზე. თუ ეს გაუმჯობესებები შესრულდება, შემდეგი თაობის SoC-ებს შეუძლიათ გააძლიერონ საოცარი შესრულება და ბატარეის მუშაობის გამოცდილება მომავალ სმარტფონებზე. FP-ის გაუმჯობესება, კერძოდ, მნიშვნელოვანი თაობის გაუმჯობესებაა. რა თქმა უნდა, A77 არ იქნება კონკურენციის გარეშე, რადგან Samsung დაბრუნდება Exynos M5-ით 2020 წელს, მანამდე კი Apple-ის A13 აუცილებლად იქნება ახალი iPhone-ების ნაწილი.

ARM ასევე აცხადებს, რომ A77-ის ენერგოეფექტურობა იგივე დარჩება, როგორც A76 SoC-ები. Ეს რას ნიშნავს არის ის, რომ პიკური შესრულება, CPU ბირთვები გამოიყენებენ იმავე რაოდენობის ენერგიას (იზომება ჯოულებში), რათა დაასრულონ დავალება. თუმცა, ძალა და ენერგია ორი განსხვავებული ცნებაა. A77-ს ექნება გაზრდილი ენერგიის მოხმარება, რაც ხაზოვანია გაზრდილ შესრულებასთან. ამან შეიძლება გამოიწვიოს პრობლემები ტელეფონებში TDP ლიმიტებთან დაკავშირებით. ამის საწინააღმდეგოდ, ჩვენ უკვე ვხედავთ, რომ მსხვილი გამყიდველები იღებენ დიდი + საშუალო + პატარა არატრადიციული ძირითადი კონფიგურაციების (2+2+4 HiSilicon-ის შემთხვევაში და 1+3+4 Qualcomm-ის შემთხვევაში). A77 ასევე იქნება 17%-ით უფრო დიდი ვიდრე A76, რაც ნიშნავს, რომ ის ჯერ კიდევ კლასში საუკეთესო PPA-ს გზაზეა.

მე ვიყავი A76-ის იმპლემენტაციების დიდი გულშემატკივარი, რადგან ის უბრალოდ კარგად მუშაობს საშუალო დონის SoC-ებშიც კი, როგორიცაა Snapdragon 675. Snapdragon 855 და Kirin 980 ორივე მაღალი ხარისხის ფლაგმანი SoC-ებია და ვერ ვიტან A77-ის იმპლემენტაციის გაუმჯობესების დონეს. შემდეგი თაობის SoCs. ARM აცხადებს, რომ მისი ძირითადი კლიენტები ჯერ კიდევ დიდ ყურადღებას ამახვილებენ საუკეთესო PPA-ს ქონაზე და ადვილი მისახვედრია, რომ კომპანია გთავაზობთ საუკეთესო გადაწყვეტილებებს ამ საკითხში. მიმართებაში.

როდის ვნახავთ A77-ს SoC-ში? Huawei-თან ბოლო მღელვარე მოვლენებამდე, მე ვიტყოდი, რომ HiSilicon Kirin 985 აუცილებლად იქნება A77, ისევე როგორც Mali-G77 GPU 2019 წელს ნამდვილი შემდეგი თაობის SoC-ისთვის. თუმცა, იმის გამო, რომ ARM-მა გადაწყვიტა შეწყვიტოს ურთიერთობა Huawei-სთან, მეეჭვება, რომ ეს უკვე შესაძლებელი იყოს, თუ Huawei-სთან წვადი სიტუაცია არ მოგვარდება უახლოეს კვირებში. Qualcomm-ის შემდეგი ფლაგმანი Snapdragon SoC, სავარაუდოდ, არ მიეწოდება მომხმარებლებს 2020 წლის პირველ კვარტალამდე, ამიტომ მომხმარებლებს, რომლებიც ცდილობენ გამოიყენონ ARM-ის უახლესი CPU ბირთვი, შეიძლება გარკვეული დრო დაელოდონ.

წყარო: ARM

მეშვეობით: AnandTech