ARM anunță nucleul procesorului Cortex-A77 cu îmbunătățiri de performanță cu 20-35%.

La evenimentul anual TechDay al ARM, ARM a anunțat nucleul procesorului Cortex-A77. Anunțul Cortex-A77 vine alături de anunțul GPU ARM Mali-G77, care este primul GPU care are noua arhitectură GPU „Valhall”. Împreună, aceste două produse îi reușesc pe cele de anul trecut CPU Cortex-A76 și, respectiv, GPU Mali-G76.

ARM, cu sediul în Marea Britanie, achiziționată de Softbank din Japonia în 2016, este una dintre cele mai importante companii din industria tehnologiei. Fiecare smartphone din lume este alimentat de setul de instrucțiuni ARM. Qualcomm folosește o licență „Made for Cortex” semi-personalizată care permite companiei să încorporeze personalizate variante ale IP-ului procesorului ARM în produsele sale (de exemplu, Kryo 485 Gold este o variantă semi-personalizată a Cortex-A76). Grupul HiSilicon al Huawei a fost un alt deținător de licență de nivel înalt al IP-ului procesorului ARM

, folosind versiuni stoc ale nucleelor ​​CPU ARM, în timp ce Samsung Systems LSI și Apple folosesc nuclee complet personalizate pe deasupra setului de instrucțiuni ARM. Samsung și HiSilicon licențează, de asemenea, GPU-urile Mali de la ARM pentru SoC-urile lor interne, în timp ce Qualcomm și Apple optează pentru soluțiile lor GPU personalizate (de exemplu, Qualcomm folosește propriile GPU Adreno).

Acesta este motivul pentru care atunci când ARM face un nou anunț, acesta are implicații semnificative asupra industriei smartphone-urilor. Vestea bună este că ARM a fost în plin de ceva vreme când vine vorba de realizarea de noi microarhitecturi pentru procesoare. Cortex-A72, Cortex-A73 și Cortex-A75 toate au fost modele respectabile care au compensat greșelile Cortex-A57. Cu toate acestea, Cortex-A76 de anul trecut a făcut un pas dincolo de performanță, deoarece promitea „performanță de clasă laptop” cu o îmbunătățire a performanței cu 35% față de Cortex-A75, deja capabil. În consecinţă, Qualcomm a promis o îmbunătățire a performanței cu 45% cu Snapdragon 855cea mai mare creștere de performanță a oricărui SoC Snapdragon din istorie.

Cortex-A76 a avut performanțe ridicate în domeniile IPC, PPA și eficiență. A avut cel mai bun PPA din industrie cu dimensiuni mici ale zonei matrițelor. A beneficiat de excelentul proces FinFET de 7 nm al TSMC, dar îmbunătățirile IPC pe care le-a adus și-au pus amprenta. A reușit să depășească nucleul personalizat Samsung Exynos M3 în Exynos 9810, în ciuda faptului că are o lățime de decodare mai îngustă (4-wide vs. 6-lată). Chiar și lansarea din acest an a nucleului Exynos M4 în Exynos 9820 nu a fost suficient pentru a smulge avantajul de performanță al lui ARM (deși a redus decalajul), deoarece Cortex-A76 se bucură în continuare de un avantaj de performanță și eficiență peste Exynos M4. (Exynos a fost, de asemenea, dezamăgit de un proces de producție inferior: 8nm LPP vs. 7nm FinFET). În special, eficiența energetică a lui Cortex-A76 s-a dovedit a fi incredibilă. SoC-urile care utilizează Cortex-A76 includ SoC-uri emblematice, cum ar fi HiSilicon Kirin 980 si Qualcomm Snapdragon 855, dar am început să-l vedem și în SoC-uri mid-range sub forma Qualcomm Snapdragon 675 si Snapdragon 730/730G. Impactul asupra performanței a fost eficient.

În spațiul mobil, Cortex-A76 este încă inferior nucleelor ​​personalizate ale Apple, așa cum se vede pe Apple A11 și Apple A12 în ceea ce privește instrucțiunile pe ceas (IPC). ARM, cu toate acestea, nu a arătat niciun semn că își încetinește rata de îmbunătățiri. În august, compania și-a dezvăluit foaia de parcurs de bază pentru procesoare cu un nucleu „Deimos” pentru 2019 și un nucleu „Hercules” pentru 2020, ambele bazate pe Cortex-A76. În mod impresionant, compania a promis o îmbunătățire a performanței CAGR cu 20-25% în fiecare an cu fiecare chipset nou din familia de bază Austin. ARM avansează cu viteză.

Cortex-A77 este nucleul procesorului „Deimos” și se va îndrepta spre sfârșitul lui 2019 și începutul lui 2020. SoC-uri emblematice. Este o evoluție a lui Cortex-A76 și este a doua iterație a nucleului Austin familie. CPU este un succesor microarhitectural direct al lui A76, iar majoritatea caracteristicilor sale de bază sunt aceleași. Furnizorii vor putea să actualizeze IP-ul SoC fără prea mult efort. În ceea ce privește arhitectura, rămâne un nucleu CPU ARM v8.2 care este menit să fie asociat cu un nucleu „mic” Cortex-A55, în loc de un cluster DynamIQ Shared Unit (DSU).

Dimensiunile cache-ului Cortex-A77 sunt: ​​cache L1 de 64 KB pentru instrucțiuni și date, cache L2 de 256 și 512 KB și cache L3 partajată de până la 4 MB. Îmbunătățirile de performanță vor trebui să provină din îmbunătățiri microarhitecturale, deoarece frecvența nucleului nu este de așteptat să modificare (ARM țintește în continuare 3GHz, ca A76, dar, ca și în cazul A76, este probabil să vedem că vânzătorii livrează modele cu un tac mai mic. miezuri). Îmbunătățirile procesului pentru următoarea generație de SoC nu sunt de așteptat să fie la fel de importante ca în 2018. (TSMC a trecut la un proces EUV de 7 nm anul acesta, care va fi probabil baza următoarelor chipset-uri Kirin și Snapdragon.)

Prin urmare, Cortex-A77 are o microarhitectură îmbunătățită, care are ca rezultat îmbunătățiri ale performanței cu 20%-35%. A76 era diferit de predecesorii săi în ceea ce privește arhitectura și era menit să servească drept un linia de bază pentru următoarele două modele din familia de bază Austin: Cortex-A77 în 2019 și „Hercules” în 2020.

Obiectivele principale ale ARM au fost de a crește IPC-ul arhitecturii, precum și de a continua să se concentreze pe furnizarea celui mai bun PPA (putere, performanță și zonă) din industrie. Dimensiunea zonei și avantajele eficienței energetice ale A76 vor rămâne în continuare avantaje pentru A77.

În ceea ce privește microarhitectura, ARM s-a schimbat destul de mult. Pe front-end, nucleul are o lățime de bandă de preluare mai mare cu o dublare a capacității de predicție a mărcii, un nou macro-OP Structura cache care acționează ca cache de instrucțiuni L0, o nouă conductă ALU cu numere întregi și cozi de încărcare/stocare și problemă reînnoite capacitatea. Există, de asemenea, optimizări dinamice ale codului și sunt explicate în detaliu în postarea de blog a ARM. Lățimea de decodare rămâne la 4 lățime.

Back-end-ul nucleului conține, de asemenea, îmbunătățiri și recomand utilizatorilor să citească AnandTech acoperire pentru mult mai multe detalii. ARM a adăugat un ALU întreg suplimentar. Prefetcherele de date au fost, de asemenea, îmbunătățite, ceea ce este o veste bună având în vedere că A76 avea deja prefetcher-uri superbe conform AnandTech. Au fost adăugate noi motoare suplimentare de preluare preliminară pentru a îmbunătăți precizia preîncărcării. Toate acestea sunt legate de subsistemul de memorie al nucleului, care este un aspect fundamental. Subsistemul de memorie al unui CPU cuprinde latența memoriei și lățimea de bandă a memoriei.

ARM promite îmbunătățiri de performanță cu 20-35% pentru Cortex-A77

Potrivit ARM, Cortex-A77 are o îmbunătățire a performanței cu un singur fir IPC cu 20% față de el. predecesor în Geekbench 4, 23% în SPECint2006, 35% în SPECfp2006, 20% în SPECint2017 și 25% în SPECfp2017. Toate acestea sunt proiectate la un proces de 7 nm și la o frecvență de 3 GHz. Dacă aceste îmbunătățiri se vor aplica, SoC-urile de următoarea generație ar putea oferi performanțe uimitoare și experiențe de viață a bateriei pe viitoarele smartphone-uri. Îmbunătățirile FP, în special, reprezintă o îmbunătățire semnificativă generațională. Desigur, A77 nu va fi lipsit de concurență, deoarece Samsung va reveni cu Exynos M5 în 2020, iar înainte de asta, A13 de la Apple este o certitudine că va face parte din noile iPhone-uri.

ARM afirmă, de asemenea, că eficiența energetică a A77 va rămâne aceeași cu a SoC-urilor A76. Ce inseamna asta este că performanța de vârf, nucleele CPU vor folosi aceeași cantitate de energie (măsurată în jouli) pentru a finaliza a sarcină. Cu toate acestea, puterea și energia sunt două concepte diferite. A77 va avea un consum crescut de energie, care este liniar cu performanța crescută. Acest lucru poate duce la probleme cu limitele TDP din telefoane. Pentru a contracara acest lucru, vedem deja că furnizorii importanți adoptă configurații de bază neconvenționale mari + medii + mici (2+2+4 în cazul lui HiSilicon și 1+3+4 în cazul lui Qualcomm). A77 va fi, de asemenea, cu 17% mai mare decât A76, ceea ce înseamnă că este pe cale să aibă în continuare cel mai bun PPA din clasă.

Am fost un mare fan al implementărilor lui A76, deoarece funcționează atât de bine chiar și în SoC-uri medii, cum ar fi Snapdragon 675. Snapdragon 855 și Kirin 980 sunt ambele SoC-uri emblematice de înaltă performanță și abia aștept să văd nivelul de îmbunătățiri adus de implementările lui A77 în SoC-uri de generație următoare. ARM declară că clienții săi principali se concentrează în continuare pe a avea cel mai bun PPA și este ușor de observat că compania oferă cele mai bune soluții în acest sens. priveste.

Când vom vedea A77 într-un SoC? Înainte de evenimentele tumultoase recente cu Huawei, aș fi spus că HiSilicon Kirin 985 ar fi cu siguranță să prezinte A77, precum și GPU-ul Mali-G77 pentru un adevărat SoC de generație următoare în 2019. Cu toate acestea, odată ce ARM a decis să taie legăturile cu Huawei, mă îndoiesc că acest lucru mai este posibil, cu excepția cazului în care situația combustibilă cu Huawei se rezolvă în săptămânile următoare. Următorul SoC emblematic Snapdragon al Qualcomm probabil nu va fi livrat consumatorilor până în primul trimestru al anului 2020, așa că consumatorii care doresc să folosească cel mai nou nucleu CPU al ARM ar trebui să aștepte ceva timp.

Sursă: BRAŢ

Prin intermediul: AnandTech