ARM ogłosił program Cortex-X Custom (CXC). Pierwszym rdzeniem o wysokiej wydajności w ramach niestandardowego programu jest ARM Cortex-X1. Czytaj dalej, aby dowiedzieć się więcej!
Co roku w maju brytyjska firma ARM, należąca do japońskiego Softbanku, ogłasza nowy mobilny adres IP (własność intelektualna) do użytku na urządzeniach mobilnych. Ten adres IP składa się z nowych rdzeni procesora i nowych procesorów graficznych. Zestaw instrukcji ARM jest stosowany w każdym smartfonie na świecie – to niezwykle ważna firma. Jeśli chodzi o architekturę rdzeni procesorów, od 2021 r. każdy znaczący dostawca chipów mobilnych będzie korzystał z podstawowego adresu IP procesora ARM (jak Samsung System LSI Poddał się na niestandardowych rdzeniach Exynos M). Dlatego podwójnie ważne jest, aby ARM zrobił wszystko dobrze. Na ten rok firma ARM ogłosiła architekturę procesora ARM Cortex-A78 i procesor graficzny Mali-G78, następców modelu Kora-A77 Procesor i Mali-G77 Odpowiednio GPU. Chociaż spodziewano się tych zapowiedzi, nie spodziewano się, że ARM ogłosi kolejny rdzeń procesora w postaci Cortex-X. Przez lata recenzenci technologii i użytkownicy ubolewali nad faktem, że architektury procesorów Apple są o wiele lat starsze od serii Cortex-A firmy ARM. Dzięki programowi procesorów Cortex-X i Cortex-X1 może się to wreszcie zmienić w 2021 roku.
ARM wie, że jego klienci wymagają większej liczby rozwiązań i produktów w oparciu o różne potrzeby w różnych segmentach produktowych. The Kora-A76jest na przykład używany we flagowych układach SoC, a także w niektórych układach SoC niższej średniej półki. Jego maksymalna wydajność nie był tak wysoki, jak konkurenci Apple, ponieważ ARM musiał skupić się na PPA (wydajność, moc i obszar) Pierwszy. Efektywność energetyczna i efektywność energetyczna były dla firmy wyższymi priorytetami niż absolutna wydajność.
W przypadku Cortex-X1 to się zmienia.
ARM ogłosił program Cortex-X Custom (CXC). Program ten obejmuje bliską współpracę z zespołami inżynieryjnymi ARM i partnerami programu ARM, którzy mogą ukształtować końcowy produkt procesora tak, aby spełniał specyficzne wymagania rynku. ARM zauważa, że pozwala to partnerom programu na definiowanie własnych punktów wydajności poza „zwykłą obwiednią Cortex-A PPA”. Ostateczny, niestandardowy procesor, zaprojektowany i zbudowany przez firmę ARM, będzie dostarczany pod marką ARM Cortex-X. Pierwszym procesorem w ramach programu CXC jest procesor ARM Cortex-X1.
ARM jest bardzo dumny z Cortex-X1, twierdząc, że jest to najpotężniejszy jak dotąd procesor Cortex. Zapewnia 30% poprawę wydajności szczytowej w porównaniu z obecnym Cortex-A77. Mówi się, że zapewnia „najwyższą wydajność” niestandardowym rozwiązaniom nowej generacji. Procesor przyszedł w odpowiedzi na partnerów, którzy chcieli zmaksymalizować wydajność zgodnie z własnymi przypadkami użycia.
Zgodnie z oczekiwaniami Cortex-X1 jest także szybszy od nowo ogłoszonego Cortex-A78, który znajduje się poniżej. Sformułowanie jest tutaj ważne. ARM twierdzi, że zapewnia wzrost wydajności w porównaniu do Cortex-A78, z poprawą wydajności w pojedynczym wątku nawet o 22%. „Podwyższenie” odnosi się do faktu, że ulepszenia są związane z krótkimi seriami wysokiej wydajności, które według ARM najlepiej wpływają na reaktywność i responsywność. To rzekomo umożliwi najwyższą wydajność w historii smartfonów i urządzeń z dużym ekranem, ale dalej biorąc pod uwagę liczby, Cortex-X1 nadal nie będzie w stanie dorównać nadchodzącemu Apple A14, z którym będzie konkurować. Być może będzie jednak w stanie uzyskać wynik porównywalny z Apple A13 z 2019 roku.
Cortex-X1 oferuje 2-krotnie większą wydajność uczenia maszynowego (ML) w porównaniu z A77. Jest to zauważalna poprawa, będąca częścią szerszego dążenia ARM do zwiększenia lokalnej wydajności obliczeniowej.
Klaster DynamIQ składający się z 4 rdzeni Cortex-A78 i 4 rdzeni Cortex-A55 zapewnia o 20% stałą poprawę wydajności w porównaniu z klastrem 4x Cortex-A77 i 4x Cortex-A55. Więcej informacji na temat roszczenia 20% znajdziesz w naszym artykule. (Tak, ARM nie ogłosił niestety następcy Cortex-A55. Może pojawić się w przyszłym roku.) Z drugiej strony Cortex-X1 umożliwia większą skalowalność przy jednoczesnym zwiększeniu maksymalnej wydajności. Partnerzy dodają 1x Cortex-X1 jako część klastra DynamIQ wraz z 3x Cortex-A8 i 4x Cortex-A55 uzyska 30% poprawę maksymalnej wydajności w porównaniu z poprzednią generacją, co jest warte wyczynu zauważając. A78 został specjalnie zaprojektowany pod kątem wydajności, więc w połączeniu z Cortex-X1, kombinacja zapewni najlepszą, trwałą i maksymalną wydajność. Flagowe telefony z Androidem będą działać znacznie szybciej.
ARM twierdzi, że kluczowym rynkiem dla rozwiązań z Cortex-X1 są smartfony i nowe modele (telefony składane i duże urządzenia z wieloma ekranami). X1 zapewnia szybszy interfejs użytkownika, szybsze ładowanie aplikacji i lepszą responsywność przewijania stron internetowych. Doświadczenia oparte na sztucznej inteligencji i uczeniu maszynowym staną się lepsze wraz z poprawą wydajności uczenia maszynowego. Jak można się spodziewać, X1 poprawi także przypadki użycia, takie jak produktywność, komunikacja, bezpieczeństwo, wielokrotna immersja cyfrowa, korzystanie z kamery, zaawansowane gry i doświadczenia XR.
ARM Cortex-X1 - architektura procesora
Ciekawie robi się w architekturze Cortex-X1. Posiada liczne ulepszenia mikroarchitektury, które zapewniają maksymalny wzrost wydajności. Cortex-A76, który został ogłoszony w 2018 roku, zwiększył szerokość dekodowania instrukcji do 4 szerokości z 3 szerokości Cortex-A75, która z kolei wzrosła z 2 szerokości Cortex-A73. Jednak Cortex-A77 zdecydował się utrzymać stałą szerokość dekodowania na poziomie 4. Chipy Apple z serii A są duże i szerokie, ponieważ szerokość dekodowania wszystkich chipów z serii A od czasu A11 wynosi 7, czyli jest szersza niż nawet architektury procesorów do komputerów stacjonarnych. ARM zbliżył się o krok do Apple dzięki Cortex-X1, ponieważ przepustowość dekodowania została zwiększona o 25% do 5 instrukcji dekodowanych na cykl.
Co więcej, ARM twierdzi, że przepustowość pamięci podręcznej MOP została zwiększona o 33% do 8 MOP na cykl. Silnik Neon w Cortex-X1 otrzymuje dwie dodatkowe rury, które podwajają jego moc obliczeniową w porównaniu z A78. Jeśli chodzi o wielkość pamięci podręcznej, X1 obsługuje 64 KB pamięci L1 i do 1 MB pamięci podręcznej L2, podczas gdy klaster DynamIQ został zaktualizowany i obsługuje teraz 8 MB pamięci L3, co zapewnia najwyższą wydajność. Większy L3 może być również używany przez A78, gdy jest używany w połączeniu z Cortex-X1.
Cortex-X1 jest pierwszym przykładem procesora Cortex wyprodukowanego w ramach programu CXC. Główną potrzebą programu CXC jest zwiększenie wydajności w obwiedni poza Cortex-A PPA. Dzieje się tak dlatego, że cała ta zwiększona wydajność ma swoją cenę. Cortex-X1 jest 1,5 razy większy od Cortex-A78. Oznacza to, że ma gorszy PPA i gorszą efektywność energetyczną. Dlatego jest mało prawdopodobne, aby można go było znaleźć w żadnym telefonie ze średniej półki lub budżetowym, ponieważ prawdopodobnie będzie ograniczony do flagowych telefonów z najwyższej półki. Umożliwienie partnerom posiadania procesora dostosowanego do ich potrzeb rynkowych spowoduje zróżnicowanie planu działania Procesory Cortex-A. Należy tutaj zauważyć, że partnerzy programu nie będą mogli bezpośrednio dostosowywać żadnego procesora w ramach CXC program. Zamiast tego program CXC jest zasadniczo następcą licencji „Built for Cortex”, w ramach której ARM dokonuje modyfikacji na żądanie partnerów i projektuje adres IP procesora w celu sprzedaży partnerowi. ARM twierdzi, że w ten sposób zaspokoi potrzeby stale rozwijającego się ekosystemu.
Docelowa częstotliwość taktowania Cortex-X1 wynosi 3 GHz. Od czasu A76 ARM celuje w 3 GHz, a taktowanie taktowania w szczególności się nie udało. Jednak wraz ze zbliżającym się pojawieniem się układów SoC 5 nm ARM ma nadzieję, że dostawcy w końcu dostarczą duży rdzeń ARM przy 3 GHz. ARM zauważa, że wszystkie szacunki wydajności opierały się na SPECint2006, który jest standardem branżowym reper.
Perspektywy
Ogłoszenie Cortex-X1 jest ekscytujące dla aspirujących nabywców flagowych telefonów z Androidem w 2021 roku. Po raz pierwszy od 2013 roku i Apple A7, ARM będzie w stanie zbliżyć się do chipów Apple z serii A pod względem maksymalnej wydajności. Nawet jeśli Cortex-X1 nie dorówna A14, będzie bliżej niż przez ostatnie siedem lat.
Nadchodzący Qualcomm Snapdragon 875 prawdopodobnie będzie zawierał zarówno Cortex-X1, jak i Cortex-A78 w ramach „Prime Core” i „Performance Cores”. CześćSilicon nie jest na żadnym stanowisku przyjąć najnowszy adres IP ARM, ponieważ TSMC nie może dostarczać jego chipów, więc telefony Huawei nie będą wyposażone w nowe rdzenie procesorów w tym roku, a prawdopodobnie nawet na początku przyszłego roku. Warto zauważyć, że Samsung ma silną pozycję do przyjęcia rdzenia Cortex-X1 + Cortex-A78 jako części kolejnego flagowego układu Exynos SoC, który zastąpi model Exynos 990. Samsung wydał oświadczenie, w którym stwierdził, że jest „bardzo podekscytowany” nowym kierunkiem, jaki podąża ARM wraz z programem Cortex-X Custom. Cortex-X1 zasadniczo neguje nieudane przedsięwzięcie Samsunga w zakresie rdzeni niestandardowych. Należy mieć nadzieję, że w przyszłym roku telefony Galaxy S21/S30 z procesorami Exynos będą wreszcie wolne od większych lub mniejszych deficytów wydajności procesora w porównaniu z konkurencją napędzaną procesorem Snapdragon. Wreszcie nie jest pewne, czy MediaTek przyjmie Cortex-X1. The Wymiar 1000Następca może przyjąć tylko A78 lub może wybrać kombinację X1 i A78, aby bezpośrednio konkurować z Qualcomm. Będziemy musieli poczekać, aby zobaczyć, jak sytuacja ułoży się w przyszłym roku.
Przyszłość wydajności procesora w systemie Android rysuje się w jasnych barwach, nawet jeśli jest to jeden z głównych producentów układów procesorowych stoi na krawędzi zamknięcia.
Źródła: ARM (1, 2), AnandTech