ARM a anunțat programul Cortex-X Custom (CXC). Primul nucleu de înaltă performanță din programul personalizat este ARM Cortex-X1. Citiți mai departe pentru a afla mai multe!
În fiecare an, în luna mai, ARM, cu sediul în Marea Britanie, deținută de Softbank cu sediul în Japonia, își anunță noul IP mobil (proprietate intelectuală) pentru utilizare în dispozitive mobile. Acest IP constă din noi nuclee CPU, precum și noi GPU-uri. Setul de instrucțiuni ARM este folosit în fiecare smartphone din lume - este o companie de o importanță crucială. În ceea ce privește arhitecturile de bază ale procesorului, începând cu 2021, fiecare furnizor important de cipuri mobile remarcat va folosi IP-ul procesorului de stoc al ARM (ca Samsung System LSI a renuntat pe nucleele sale personalizate Exynos M). De aceea, este de două ori important ca ARM să facă lucrurile corect. Acum, pentru acest an, ARM a anunțat arhitectura procesorului ARM Cortex-A78 și GPU-ul Mali-G78, succesorii Cortex-A77 CPU și Mali-G77 respectiv GPU. În timp ce aceste anunțuri erau așteptate, ceea ce nu era de așteptat a fost ca ARM să anunțe un alt nucleu CPU sub forma Cortex-X. De ani de zile, recenzenții și utilizatorii de tehnologie au deplâns faptul că arhitecturile procesoarelor Apple sunt cu mulți ani înaintea seriei Cortex-A de la ARM. Cu programul CPU Cortex-X și Cortex-X1, acest lucru se poate schimba în sfârșit în 2021.
ARM știe că clienții săi cer mai multe soluții și produse bazate pe nevoi diferite în diferite segmente de produse. The Cortex-A76, de exemplu, este folosit în SoC-uri emblematice, precum și în unele SoC-uri medii inferioare. Performanța sa maximă nu a fost la fel de mare ca concurenții Apple, deoarece ARM trebuia să se concentreze pe PPA (performanță, putere și zonă) primul. Eficiența energetică și eficiența energetică au fost priorități mai mari pentru companie în loc de performanța absolută.
Cu Cortex-X1, acest lucru se schimbă.
ARM a anunțat programul Cortex-X Custom (CXC). Acest program implică o colaborare strânsă cu echipele de inginerie ARM și cu partenerii de program ai ARM, care pot modela un produs CPU final pentru a satisface cerințele specifice ale pieței. ARM observă că acest lucru le permite partenerilor de program să-și definească propriile puncte de performanță în afara „plicului obișnuit al PPA Cortex-A”. Procesorul personalizat final, proiectat și construit de ARM, va fi livrat sub marca ARM Cortex-X. Primul procesor ca parte a programului CXC este CPU ARM Cortex-X1.
ARM este foarte mândru de Cortex-X1, spunând că este cel mai puternic procesor Cortex de până acum. Aduce o îmbunătățire a performanței de vârf cu 30% față de actualul Cortex-A77. Se spune că aduce „performanță supremă” pentru soluțiile personalizate de ultimă generație. CPU a venit ca răspuns la partenerii care doreau să maximizeze performanța în conformitate cu propriile lor cazuri de utilizare.
Cortex-X1, așa cum era de așteptat, este, de asemenea, mai rapid decât noul Cortex-A78, care se încadrează sub el. Formularea este importantă aici. ARM spune că oferă creșteri de performanță în comparație cu Cortex-A78, cu până la 22% îmbunătățiri de performanță cu un singur fir întreg. „Suntări” se referă la faptul că îmbunătățirile sunt legate de explozii scurte de înaltă performanță, care sunt cele mai bune pentru reactivitate și receptivitate, potrivit ARM. Se presupune că acest lucru va permite cea mai înaltă performanță vreodată pentru smartphone-uri și dispozitive cu ecran mare, dar pornit ținând cont de numere, Cortex-X1 încă nu va putea egala viitorul Apple A14, cu care va concura. Totuși, ar putea să aibă un scor la egalitate cu Apple A13 din 2019.
Cortex-X1 oferă de două ori îmbunătățiri de performanță de învățare automată (ML) față de A77. Aceasta este o îmbunătățire notabilă și vine ca parte a eforturilor mai ample ale ARM pentru mai multe performanțe de calcul locale.
Clusterul DynamIQ de 4x nuclee Cortex-A78 și 4x Cortex-A55 oferă îmbunătățiri susținute de performanță cu 20% față de clusterul 4x Cortex-A77 și 4x Cortex-A55. Pentru mai multe informații despre revendicarea de 20%, consultați articolul nostru. (Da, ARM nu a anunțat un succesor al lui Cortex-A55, din păcate. Poate veni anul viitor.) Cortex-X1, pe de altă parte, permite o scalabilitate mai mare, sporind în același timp performanța de vârf. Partenerii adaugă 1x Cortex-X1 ca parte a cluster-ului DynamIQ alături de 3x Cortex-A8 și 4x Cortex-A55 va obține o îmbunătățire cu 30% a performanței de vârf față de generația anterioară, ceea ce merită o performanță notând. A78 este special creat pentru eficiență, așa că atunci când este combinat cu Cortex-X1, combo va oferi cea mai bună performanță susținută și de vârf. Telefoanele Android emblematice vor deveni mult mai rapid.
ARM spune că piața cheie pentru soluțiile cu Cortex-X1 sunt smartphone-urile și noii factori de formă (telefoane pliabile și dispozitive mari, cu mai multe ecrane). X1 oferă un UX mai rapid, cu timpi mai rapidi de încărcare a aplicațiilor și o capacitate de răspuns îmbunătățită la derularea paginilor web. Experiențele bazate pe AI și ML se vor îmbunătăți odată cu îmbunătățirea performanței ML. X1 va îmbunătăți, în mod previzibil, și cazuri de utilizare, cum ar fi productivitatea, comunicarea, securitatea, imersiunea digitală multiplă, bazată pe cameră, jocuri avansate și experiențe XR.
ARM Cortex-X1 - arhitectura CPU
Arhitectura lui Cortex-X1 este locul în care lucrurile devin interesante. Are numeroase upgrade-uri microarhitecturale care oferă acea performanță maximă. Cortex-A76, care a fost anunțat în 2018, a îmbunătățit lățimea de decodificare a instrucțiunilor la 4 lățime de la 3 lățime a lui Cortex-A75, care, la rândul său, a crescut de la lățimea de 2 lățime a lui Cortex-A73. Cu toate acestea, Cortex-A77 a optat pentru a menține lățimea de decodare constantă la 4 lățime. Cipurile din seria A de la Apple sunt mari și largi, deoarece lățimea de decodare a tuturor cipurilor din seria A de la A11 a fost de 7, ceea ce este mai mare decât arhitecturile CPU pentru desktop. ARM a făcut un pas mai aproape de Apple cu Cortex-X1, deoarece lățimea de bandă de decodare a fost mărită cu 25% la 5 instrucțiuni decodate pe ciclu.
Mai mult, ARM spune că debitul cache-ului MOP a fost crescut cu 33% la 8 MOP-uri pe ciclu. Motorul Neon al lui Cortex-X1 primește două conducte suplimentare care își dublează capacitatea de calcul față de A78. În ceea ce privește dimensiunile memoriei cache, X1 acceptă 64 kB L1 și până la 1 MB cache L2, în timp ce clusterul DynamIQ a fost actualizat pentru a suporta acum 8 MB de L3 pentru performanță maximă. L3 mai mare poate fi folosit și de A78 atunci când este utilizat în combinație cu Cortex-X1.
Cortex-X1 este primul exemplu de CPU Cortex produs în cadrul programului CXC. Însăși necesitatea programului CXC este de a împinge performanța la un anvelopă în afara Cortex-A PPA. Asta pentru că toată această performanță crescută are un cost. Cortex-X1 este de 1,5 ori mai mare decât Cortex-A78. Aceasta înseamnă că are un PPA mai prost, precum și o eficiență energetică mai slabă. Prin urmare, este puțin probabil să fie găsit în orice telefon de gamă medie sau buget, deoarece probabil va fi limitat la telefoanele emblematice de ultimă generație. Permiterea partenerilor să aibă un procesor care este specific nevoilor pieței lor va face diferența între foaia de parcurs a Procesoare Cortex-A. Trebuie remarcat aici că partenerii de program nu vor putea personaliza în mod direct niciun procesor sub CXC program. În schimb, programul CXC este în esență succesorul licenței „Built for Cortex”, în care ARM face modificări la cererea partenerilor și proiectează IP-ul CPU pentru a fi vândut partenerului. În acest fel, ARM spune că va răspunde nevoilor ecosistemului în continuă expansiune.
Viteza țintă a ceasului Cortex-X1 este de 3GHz. ARM a vizat 3GHz de la A76, iar viteza de ceas a eșuat în mod semnificativ să se materializeze. Odată cu apariția viitoare a SoC-urilor de 5 nm, totuși, ARM speră că vânzătorii vor livra în sfârșit designul principal al ARM. la 3GHz. ARM observă că toate estimările de performanță s-au bazat pe SPECint2006, care este un standard industrial reper.
Outlook
Anunțul Cortex-X1 este interesant pentru aspiranții cumpărători de telefoane Android emblematice în 2021. Pentru prima dată din 2013 și Apple A7, ARM se va putea apropia de cipurile Apple din seria A în ceea ce privește performanța de vârf. Chiar dacă Cortex-X1 nu se potrivește cu A14, va fi mai aproape decât a fost în ultimii șapte ani.
Viitorul Qualcomm Snapdragon 875 va include probabil atât Cortex-X1, cât și Cortex-A78 ca parte a „Prime Core” și „Performance Cores”. HiSilicon nu este în nicio poziţie pentru a adopta cel mai nou IP-ul ARM, deoarece TSMC i s-a interzis să-i furnizeze cipuri, așa că telefoanele Huawei nu vor avea noile nuclee CPU anul acesta și, probabil, nici măcar la începutul anului viitor. În special, Samsung se află într-o poziție puternică de a adopta Cortex-X1 + Cortex-A78 ca parte a următorului SoC emblematic Exynos, care îi va succeda Exynos 990. Samsung a lansat o declarație în care a spus că este „foarte încântat” să vadă noua direcție pe care ARM o ia cu programul Cortex-X Custom. Cortex-X1 respinge, în esență, afacerea eșuată a nucleelor personalizate a Samsung. Este de sperat că anul viitor, telefoanele Galaxy S21/S30 alimentate cu Exynos vor fi în sfârșit fără deficite majore sau minore de performanță a procesorului față de concurența alimentată de Snapdragon. În cele din urmă, este incert dacă MediaTek va adopta Cortex-X1. The Dimensiune 1000Succesorul lui poate adopta doar A78, sau ar putea opta pentru combo X1 plus A78 pentru a concura frontal cu Qualcomm. Va trebui să așteptăm să vedem cum decurg lucrurile anul viitor.
Viitorul pentru performanța procesorului în Android pare strălucitor chiar și în calitate de producător major de cipuri CPU stă în pragul închiderii.
Surse: ARM (1, 2), AnandTech