ARM, 성능이 20~35% 향상된 Cortex-A77 CPU 코어 발표

ARM의 연례 TechDay 행사에서 ARM은 Cortex-A77 CPU 코어를 발표했습니다. Cortex-A77 발표는 다음 발표와 함께 제공됩니다. ARM 말리-G77 GPU는 새로운 "Valhall" GPU 아키텍처를 갖춘 최초의 GPU입니다. 이 두 제품이 함께 작년의 성공을 거두었습니다. Cortex-A76 CPU 및 Mali-G76 GPU 각각.

2016년 일본 소프트뱅크가 인수한 영국 기반 ARM은 기술 산업에서 가장 중요한 기업 중 하나이다. 전 세계의 모든 스마트폰은 ARM의 명령어 세트로 구동됩니다. Qualcomm은 회사가 맞춤형 제품을 통합할 수 있는 반맞춤형 "Made for Cortex" 라이선스를 사용합니다. ARM의 CPU IP 변형 제품(예: Kryo 485 Gold는 Cortex-A76). 화웨이 하이실리콘 그룹 ~였다 ARM의 CPU IP에 대한 또 다른 유명 라이센스 보유자, ARM CPU 코어의 기본 버전을 사용하는 반면 Samsung Systems LSI와 Apple은 ARM 명령어 세트 위에 완전한 맞춤형 코어를 사용합니다. Samsung과 HiSilicon은 또한 사내 SoC에 ARM의 Mali GPU 라이선스를 부여하는 반면, Qualcomm과 Apple은 맞춤형 GPU 솔루션을 선택합니다(예를 들어 Qualcomm은 자체 Adreno GPU를 사용함).

ARM의 새로운 발표가 스마트폰 업계에 큰 영향을 미치는 이유가 여기에 있다. 좋은 소식은 ARM이 새로운 CPU 마이크로아키텍처를 만드는 데 있어 한동안 성공을 거두었다는 것입니다. Cortex-A72, Cortex-A73 및 피질-A75 모두 Cortex-A57의 실수를 보완한 훌륭한 디자인이었습니다. 그러나 지난해 출시된 Cortex-A76은 이미 성능을 갖춘 Cortex-A75에 비해 35% 향상된 성능으로 '노트북급 성능'을 약속하면서 성능 측면에서 한 단계 더 나아갔습니다. 따라서, 퀄컴, 스냅드래곤 855로 45% 성능 향상 약속Snapdragon SoC 역사상 가장 큰 성능 향상을 보였습니다.

Cortex-A76은 IPC, PPA 및 효율성 분야에서 높은 성능을 보였습니다. 작은 다이 면적 크기로 업계 최고의 PPA를 보유했습니다. TSMC의 우수한 7nm FinFET 공정의 이점을 누렸지만 이로 인한 IPC 개선도 주목을 받았습니다. 삼성의 Exynos M3 커스텀 코어를 능가하는 성능을 보였습니다. 엑시노스 9810, 더 좁은 디코드 폭(4와이드 대 4와이드)에도 불구하고 6와이드). 올해 엑시노스 M4 코어가 출시되더라도 엑시노스 9820 Cortex-A76이 ARM의 성능 이점을 빼앗기에는 충분하지 않았습니다(간격을 좁혔음에도 불구하고). 여전히 성능 및 효율성 이점을 누리고 있습니다. 엑시노스 M4보다. (엑시노스는 또한 열악한 제조 공정으로 인해 실망했습니다: 8nm LPP 대 8nm LPP 7nm FinFET). 특히 Cortex-A76의 에너지 효율은 믿을 수 없을 만큼 뛰어난 것으로 확인됐다. Cortex-A76을 사용하는 SoC에는 다음과 같은 주력 SoC가 포함됩니다. 하이실리콘 기린 980 그리고 퀄컴 스냅드래곤 855하지만 우리는 미드레인지 SoC에서도 이를 보기 시작했습니다. 퀄컴 스냅드래곤 675 그리고 금어초 730/730G. 성능에 미치는 영향은 효과적이었습니다.

모바일 공간에서 Cortex-A76은 IPC(클럭당 명령) 측면에서 Apple A11 및 Apple A12에서 볼 수 있듯이 Apple의 맞춤형 코어보다 여전히 열등합니다. 그러나 ARM은 개선 속도를 늦출 기미를 보이지 않았습니다. 지난 8월 이 회사는 2019년 "Deimos" 코어와 2020년 "Hercules" 코어가 포함된 CPU 코어 로드맵을 공개했는데, 둘 다 Cortex-A76을 기반으로 합니다. 놀랍게도 회사는 오스틴 코어 제품군의 새로운 칩셋을 사용하여 매년 CAGR 20-25%의 성능 향상을 약속했습니다. ARM은 빠르게 발전하고 있습니다.

Cortex-A77은 "Deimos" CPU 코어이며, 2019년 말과 2020년 초에 출시될 예정입니다. 주력 SoC. Cortex-A76의 진화형이며 Austin 코어의 두 번째 반복입니다. 가족. CPU는 A76의 직접적인 마이크로 아키텍처 후속 제품이며 대부분의 핵심 기능은 동일합니다. 공급업체는 많은 노력을 들이지 않고도 SoC IP를 업그레이드할 수 있습니다. 아키텍처 측면에서는 DSU(DynamIQ 공유 장치) 클러스터 대신 Cortex-A55 "작은" 코어와 쌍을 이루는 ARM v8.2 CPU 코어로 남아 있습니다.

Cortex-A77의 캐시 크기는 64KB L1 명령 및 데이터 캐시, 256KB 및 512KB L2 캐시, 최대 4MB 공유 L3 캐시입니다. 성능 향상은 마이크로아키텍처 개선을 통해 이루어져야 합니다. 코어의 주파수는 예상되지 않기 때문입니다. 변경 사항(ARM은 여전히 ​​A76과 같은 3GHz를 목표로 하고 있지만 A76과 마찬가지로 공급업체가 더 낮은 클럭의 설계를 출시할 가능성이 높습니다. 코어). 차세대 SoC의 프로세스 개선은 2018년만큼 크지 않을 것으로 예상됩니다. (TSMC는 올해 7nm EUV 공정으로 전환했으며, 이는 차세대 Kirin 및 Snapdragon 칩셋의 기반이 될 가능성이 높습니다.)

따라서 Cortex-A77은 향상된 마이크로 아키텍처를 갖추고 있어 성능이 20%~35% 향상됩니다. A76은 아키텍처 측면에서 이전 모델과 달랐으며, 오스틴 핵심 제품군의 다음 두 디자인인 2019년 Cortex-A77과 2019년 "Hercules"에 대한 기준선 2020.

ARM의 주요 목표는 아키텍처의 IPC를 높이는 동시에 업계 최고의 PPA(전력, 성능 및 면적)를 제공하는 데 계속 집중하는 것이었습니다. A76의 면적 크기와 에너지 효율성 이점은 여전히 ​​A77의 장점으로 유지됩니다.

마이크로아키텍처 측면에서 ARM은 상당히 많은 변화를 겪었습니다. 프런트엔드에서 코어는 브랜드 예측 기능이 두 배로 증가하여 새로운 매크로 OP인 더 높은 가져오기 대역폭을 갖습니다. L0 명령 캐시 역할을 하는 캐시 구조, 새로운 정수 ALU 파이프라인, 개선된 로드/저장 대기열 및 문제 능력. 동적 코드 최적화도 포함되어 있으며 ARM 블로그 게시물에 자세히 설명되어 있습니다. 디코드 폭은 4폭으로 유지됩니다.

코어의 백엔드에도 개선 사항이 포함되어 있으므로 사용자가 읽어볼 것을 권장합니다. 아난드테크의 적용 범위 더 자세히 알아보려면 ARM은 정수 ALU를 추가했습니다. 데이터 프리페처도 개선되었습니다. 이는 A76에 이미 뛰어난 프리페처가 있다는 점을 고려하면 좋은 소식입니다. 아난드테크. 프리페치 정확도를 향상시키기 위해 새로운 추가 프리페칭 엔진이 추가되었습니다. 이 모든 것은 근본적인 측면인 코어의 메모리 하위 시스템과 관련이 있습니다. CPU의 메모리 하위 시스템은 메모리 대기 시간과 메모리 대역폭으로 구성됩니다.

ARM, Cortex-A77의 성능 20~35% 향상 약속

ARM에 따르면 Cortex-A77은 기존 Cortex-A77에 비해 IPC 단일 스레드 성능이 20% 향상되었습니다. Geekbench 4의 이전 버전, SPECint2006에서 23%, SPECfp2006에서 35%, SPECint2017에서 20%, SPECfp2017. 이들 모두는 7nm 공정과 3GHz 주파수로 예상됩니다. 이러한 개선이 이루어지면 차세대 SoC는 미래의 스마트폰에서 놀라운 성능과 배터리 수명 경험을 제공할 수 있습니다. 특히 FP 개선은 세대에 따른 상당한 개선입니다. 물론, 삼성이 2020년에 Exynos M5로 돌아올 것이기 때문에 A77에는 경쟁이 없을 것입니다. 그리고 그 전에 Apple의 A13이 새로운 iPhone의 일부가 될 것이 확실합니다.

ARM은 또한 A77의 에너지 효율성이 A76 SoC와 동일하게 유지될 것이라고 밝혔습니다. 이게 무슨 뜻이야 즉, CPU 코어는 동일한 양의 에너지(줄 단위로 측정)를 사용하여 일. 그러나 전력과 에너지는 서로 다른 개념입니다. A77은 성능이 향상됨에 따라 전력 사용량도 증가합니다. 이로 인해 휴대폰의 TDP 제한에 문제가 발생할 수 있습니다. 이에 대응하기 위해 우리는 이미 주요 벤더들이 대형 + 중형 + 소형의 색다른 코어 구성(HiSilicon의 경우 2+2+4, Qualcomm의 경우 1+3+4)을 채택하는 것을 목격하고 있습니다. A77은 또한 A76보다 17% 더 크며, 이는 여전히 동급 최고의 PPA를 보유하고 있음을 의미합니다.

저는 A76 구현의 열렬한 팬이었습니다. Snapdragon 675와 같은 중급 SoC에서도 잘 작동하기 때문입니다. Snapdragon 855와 Kirin 980은 모두 고성능 플래그십 SoC이며, A77의 구현이 가져온 개선 수준을 보고 싶습니다. 차세대 SoC. ARM은 주요 고객이 여전히 최고의 PPA를 확보하는 데 중점을 두고 있다고 밝혔으며, 이 분야에서 회사가 최고의 솔루션을 제공한다는 것을 쉽게 알 수 있습니다. 관심.

SoC에서 A77을 언제 볼 수 있을까요? 최근 화웨이와의 소란스러운 사건 이전에 저는 HiSilicon Kirin 985가 2019년에 진정한 차세대 SoC를 위해 A77과 Mali-G77 GPU를 탑재할 것으로 예상될 것이라고 말했을 것입니다. 그러나 ARM이 화웨이와의 관계를 끊기로 결정함에 따라 앞으로 몇 주 안에 화웨이와의 가연성 상황이 해결되지 않는 한 이것이 더 이상 가능한지 의문이 듭니다. Qualcomm의 차기 주력 Snapdragon SoC는 아마도 2020년 1분기까지 소비자에게 배송되지 않을 것이므로 ARM의 최신 CPU 코어를 사용하려는 소비자는 잠시 기다려야 할 수도 있습니다.

원천: 팔

을 통해: 아난드테크