ARM paziņo par Cortex-A77 CPU kodolu ar 20-35% veiktspējas uzlabojumiem

ARM ikgadējā TechDay pasākumā ARM ir paziņojis par Cortex-A77 CPU kodolu. Cortex-A77 paziņojums nāk līdzās paziņojumam par ARM Mali-G77 GPU, kas ir pirmais GPU, kam ir pavisam jauna "Valhall" GPU arhitektūra. Šie divi produkti kopā gūst panākumus pagājušajā gadā Cortex-A76 CPU un Mali-G76 GPU attiecīgi.

Apvienotajā Karalistē bāzētais ARM, ko 2016. gadā iegādājās Japānā bāzētā Softbank, ir viens no nozīmīgākajiem uzņēmumiem tehnoloģiju nozarē. Katrs viedtālrunis pasaulē tiek darbināts ar ARM instrukciju komplektu. Qualcomm izmanto daļēji pielāgotu "Made for Cortex" licenci, kas ļauj uzņēmumam iekļaut pielāgotus ARM CPU IP varianti tā produktos (piemēram, Kryo 485 Gold ir daļēji pielāgots Cortex-A76). Huawei HiSilicon grupa bija vēl viens augsta līmeņa ARM CPU IP licences turētājs, izmantojot ARM CPU kodolu rezerves versijas, savukārt Samsung Systems LSI un Apple izmanto pilnībā pielāgotus kodolus papildus ARM instrukciju kopai. Samsung un HiSilicon arī licencē ARM Mali GPU saviem iekšējiem SoC, savukārt Qualcomm un Apple izvēlas izmantot savus pielāgotos GPU risinājumus (piemēram, Qualcomm izmanto savus Adreno GPU).

Tāpēc, kad ARM nāk klajā ar jaunu paziņojumu, tas būtiski ietekmē viedtālruņu nozari. Labā ziņa ir tā, ka ARM jau kādu laiku ir iedarbojies, kad runa ir par jaunu CPU mikroarhitektūru izveidi. Cortex-A72, Cortex-A73 un Cortex-A75 Visi bija cienījami dizaini, kas kompensēja Cortex-A57 kļūdas. Tomēr pagājušā gada Cortex-A76 spēra soli tālāk veiktspējas ziņā, jo tas solīja "klēpjdatoru klases veiktspēju" ar 35% veiktspējas uzlabojumu salīdzinājumā ar jau spējīgo Cortex-A75. Attiecīgi, Qualcomm solīja 45% veiktspējas uzlabojumu ar Snapdragon 855lielākais Snapdragon SoC veiktspējas pieaugums vēsturē.

Cortex-A76 bija labi veikts IPC, PPA un efektivitātes jomā. Tam bija labākais PPA nozarē ar maziem veidņu laukumiem. Tas guva labumu no TSMC lieliskā 7 nm FinFET procesa, taču arī tā sniegtie IPC uzlabojumi atstāja savu iespaidu. Tam izdevās pārspēt Samsung Exynos M3 pielāgoto kodolu Exynos 9810, neskatoties uz to, ka atšifrēšanas platums ir šaurāks (4 platums salīdzinājumā ar 6 platums). Pat šī gada Exynos M4 kodola izlaišana Exynos 9820 nebija pietiekami, lai sagrābtu ARM veiktspējas priekšrocības (lai gan tas samazināja starpību), jo Cortex-A76 joprojām bauda veiktspējas un efektivitātes priekšrocības pa Exynos M4. (Exynos pievīla arī zemāks ražošanas process: 8nm LPP vs. 7nm FinFET). Jo īpaši ir konstatēts, ka Cortex-A76 energoefektivitāte ir neticama. SoC, kas izmanto Cortex-A76, ietver vadošos SoC, piemēram, HiSilicon Kirin 980 un Qualcomm Snapdragon 855, bet mēs esam sākuši to redzēt arī vidējas klases SoC formātā Qualcomm Snapdragon 675 un Snapdragon 730/730G. Ietekme uz veiktspēju ir bijusi efektīva.

Mobilajā telpā Cortex-A76 joprojām ir zemāks par Apple pielāgotajiem kodoliem, kā tas ir redzams Apple A11 un Apple A12 instrukciju per pulksteni (IPC) ziņā. Tomēr ARM nav parādījis nekādas pazīmes, kas palēninātu uzlabojumu ātrumu. Augustā uzņēmums iepazīstināja ar savu CPU kodola ceļvedi ar "Deimos" kodolu 2019. gadam un "Hercules" kodolu 2020. gadam, abi ir balstīti uz Cortex-A76. Iespaidīgi uzņēmums solīja 20-25% CAGR veiktspējas uzlabojumus katru gadu ar katru jaunu mikroshēmojumu Austin pamata saimē. ARM steidzas uz priekšu.

Cortex-A77 ir "Deimos" CPU kodols, un tas nonāks 2019. gada beigās un 2020. gada sākumā. vadošie SoC. Tā ir Cortex-A76 evolūcija, un tā ir otrā Ostinas kodola iterācija. ģimene. CPU ir tiešs A76 mikroarhitektūras pēctecis, un lielākā daļa tā galveno funkciju ir vienādas. Pārdevēji varēs uzlabot SoC IP bez lielām pūlēm. Runājot par arhitektūru, tas joprojām ir ARM v8.2 CPU kodols, kas ir paredzēts savienošanai pārī ar Cortex-A55 "mazo" kodolu, nevis DynamIQ Shared Unit (DSU) kopu.

Cortex-A77 kešatmiņas izmēri ir: 64 KB L1 instrukciju un datu kešatmiņa, 256 un 512 KB L2 kešatmiņa un līdz 4 MB koplietota L3 kešatmiņa. Veiktspējas uzlabojumi būs jāveic no mikroarhitektūras uzlabojumiem, jo ​​nav paredzams, ka kodola frekvence izmaiņas (ARM joprojām ir vērsta uz 3 GHz, piemēram, A76, bet tāpat kā ar A76, visticamāk, mēs redzēsim, ka pārdevēji piegādās dizainu ar zemāku takts frekvenci serdeņi). Paredzams, ka nākamās paaudzes SoC procesa uzlabojumi nebūs tik lieli kā 2018. gadā. (TSMC šogad ir pārgājis uz 7 nm EUV procesu, kas, iespējams, būs nākamo Kirin un Snapdragon mikroshēmojumu pamatā.)

Tāpēc Cortex-A77 ir uzlabota mikroarhitektūra, kas nodrošina veiktspējas uzlabojumus par 20–35%. A76 arhitektūras ziņā atšķīrās no saviem priekšgājējiem, un tas bija paredzēts kā bāzes līnija nākamajiem diviem Austin pamatsaimes dizainparaugiem: Cortex-A77 2019. gadā un "Hercules" 2020.

ARM galvenie mērķi bija palielināt arhitektūras IPC, kā arī turpināt koncentrēties uz labāko PPA (jauda, ​​veiktspēja un platība) nodrošināšanu nozarē. A76 laukuma lielums un energoefektivitātes priekšrocības joprojām būs A77 priekšrocības.

Mikroarhitektūras ziņā ARM ir diezgan daudz mainījies. Priekšpusē kodolam ir lielāks ielādes joslas platums ar divkāršām zīmola prognozēšanas iespējām, jauna makro OP kešatmiņas struktūra, kas darbojas kā L0 instrukciju kešatmiņa, jauns veselu skaitļu ALU konveijers un atjauninātas ielādes/veikalu rindas un problēma spēja. Ir arī dinamiska koda optimizācija, un tā ir detalizēti izskaidrota ARM emuāra ziņā. Dekodēšanas platums paliek 4 platumā.

Kodola aizmugurē ir arī uzlabojumi, un es iesaku lietotājiem izlasīt AnandTech pārklājums par daudz sīkāku informāciju. ARM ir pievienojis papildu veselu ALU. Ir uzlaboti arī datu iepriekšējie ienesēji, kas ir labas ziņas, ņemot vērā, ka A76 jau bija lieliski priekšielādētāji saskaņā ar AnandTech. Lai uzlabotu sākotnējās ielādes precizitāti, ir pievienoti jauni papildu sākotnējās ielādes dzinēji. Tas viss ir saistīts ar kodola atmiņas apakšsistēmu, kas ir būtisks aspekts. CPU atmiņas apakšsistēma sastāv no atmiņas latentuma un atmiņas joslas platuma.

ARM sola Cortex-A77 veiktspējas uzlabojumus par 20–35%.

Saskaņā ar ARM datiem, Cortex-A77 ir par 20% IPC viena pavediena veiktspējas uzlabojums salīdzinājumā ar to. priekštecis Geekbench 4, 23% SPECint2006, 35% SPECfp2006, 20% SPECint2017 un 25% SPECfp2017. Tas viss tiek prognozēts 7 nm procesā un 3 GHz frekvencē. Ja šie uzlabojumi tiks īstenoti, nākamās paaudzes SoC varētu nodrošināt pārsteidzošu veiktspēju un akumulatora darbības laiku nākamajos viedtālruņos. Jo īpaši FP uzlabojumi ir nozīmīgs paaudžu uzlabojums. Protams, A77 neiztiks bez konkurences, jo Samsung atgriezīsies ar Exynos M5 2020. gadā, un pirms tam Apple A13 noteikti būs daļa no jaunajiem iPhone.

ARM arī norāda, ka A77 energoefektivitāte paliks tāda pati kā A76 SoC. Ko tas nozīmē ir tas, ka maksimālā veiktspēja, CPU kodoli izmantos tādu pašu enerģijas daudzumu (mērot džoulos), lai pabeigtu uzdevums. Tomēr jauda un enerģija ir divi dažādi jēdzieni. A77 būs palielināts enerģijas patēriņš, kas ir lineārs ar palielināto veiktspēju. Tas var radīt problēmas ar TDP ierobežojumiem tālruņos. Lai to novērstu, mēs jau redzam, ka lielākie pārdevēji izmanto lielas + vidējas + mazas netradicionālas pamata konfigurācijas (2+2+4 HiSilicon gadījumā un 1+3+4 Qualcomm gadījumā). A77 būs arī par 17% lielāks nekā A76, kas nozīmē, ka tam joprojām būs labākais PPA savā klasē.

Esmu bijis liels A76 ieviešanas cienītājs, jo tas vienkārši darbojas tik labi pat vidēja līmeņa SoC, piemēram, Snapdragon 675. Gan Snapdragon 855, gan Kirin 980 ir augstas veiktspējas vadošie SoC, un es nevaru sagaidīt, kad ieraudzīšu uzlabojumu līmeni, ko nodrošina A77 ieviešana. nākamās paaudzes SoC. ARM norāda, ka tā lielākie klienti joprojām ļoti koncentrējas uz labāko EPL, un ir viegli redzēt, ka uzņēmums šajā jomā piedāvā labākos risinājumus. ņemot vērā.

Kad mēs redzēsim A77 SoC? Pirms nesenajiem nemierīgajiem notikumiem ar Huawei es būtu teicis, ka HiSilicon Kirin 985 noteikti būs aprīkots ar A77, kā arī Mali-G77 GPU, lai 2019. gadā būtu īsts nākamās paaudzes SoC. Tomēr, ARM nolemjot pārtraukt attiecības ar Huawei, es šaubos, vai tas vairs ir iespējams, ja vien tuvāko nedēļu laikā netiks atrisināta degošā situācija ar Huawei. Qualcomm nākamais vadošais Snapdragon SoC, iespējams, netiks piegādāts patērētājiem līdz 2020. gada pirmajam ceturksnim, tāpēc patērētājiem, kuri vēlas izmantot ARM jaunāko CPU kodolu, var nākties kādu laiku pagaidīt.

Avots: ARM

Caur: AnandTech