ARM анонсировала программу Cortex-X Custom (CXC). Первым высокопроизводительным ядром по специальной программе является ARM Cortex-X1. Читайте дальше, чтобы узнать больше!
Каждый год в мае британская компания ARM, принадлежащая японскому Softbank, объявляет о своем новом Mobile IP (интеллектуальной собственности) для использования в мобильных устройствах. Этот IP состоит из новых ядер ЦП, а также новых графических процессоров. Набор инструкций ARM используется в каждом смартфоне в мире — это крайне важная компания. Что касается архитектуры ядер ЦП, с 2021 года каждый крупный поставщик мобильных чипов будет использовать стандартный процессорный IP ARM (как Samsung System LSI). сдался на своих ядрах Exynos M). Вот почему вдвойне важно, чтобы ARM все сделала правильно. В этом году ARM анонсировала архитектуру процессора ARM Cortex-A78 и графический процессор Mali-G78, преемников Кортекс-А77 ЦП и Мали-G77 графический процессор соответственно. Хотя эти анонсы были ожидаемыми, не ожидалось, что ARM анонсирует другое ядро ЦП в виде Cortex-X. В течение многих лет технические обозреватели и пользователи жаловались на тот факт, что архитектуры процессоров Apple на несколько лет опережают серию ARM Cortex-A. С появлением программы CPU Cortex-X и Cortex-X1 ситуация может окончательно измениться в 2021 году.
ARM знает, что ее клиентам требуется больше решений и продуктов, основанных на различных потребностях в разных сегментах продуктов. Кортекс-А76, например, используется во флагманских SoC, а также в некоторых SoC нижнего и среднего класса. Его максимальная производительность был не таким высоким, как у конкурентов Apple, потому что ARM нужно было сосредоточиться на PPA (производительность, мощность и площадь). первый. Энергоэффективность и энергоэффективность были для компании более высокими приоритетами, а не абсолютная производительность.
С Cortex-X1 ситуация меняется.
ARM анонсировала программу Cortex-X Custom (CXC). Эта программа предполагает тесное сотрудничество с инженерными группами ARM и партнерами программы ARM, которые могут сформировать конечный продукт ЦП, отвечающий конкретным требованиям рынка. ARM отмечает, что это позволяет партнерам программы определять свои собственные точки производительности за пределами «обычного конверта Cortex-A PPA». Последний специальный процессор, разработанный и изготовленный ARM, будет поставляться под брендом ARM Cortex-X. Первым процессором в рамках программы CXC является процессор ARM Cortex-X1.
ARM очень гордится Cortex-X1, заявляя, что это самый мощный процессор Cortex на сегодняшний день. Это обеспечивает повышение пиковой производительности на 30% по сравнению с текущим Cortex-A77. Говорят, что он обеспечит «максимальную производительность» для индивидуальных решений следующего поколения. Этот процессор появился в ответ на запросы партнеров, которые хотели максимизировать производительность в соответствии со своими собственными сценариями использования.
Cortex-X1, как и ожидалось, также быстрее, чем недавно анонсированный Cortex-A78, который находится под ним. Здесь важна формулировка. ARM заявляет, что предоставляет повышение производительности по сравнению с Cortex-A78 улучшение производительности в однопоточном целочисленном режиме составляет до 22%. По мнению ARM, «повышение» относится к тому факту, что улучшения связаны с короткими всплесками высокой производительности, которые, по мнению ARM, лучше всего подходят для реактивности и оперативности. Предполагается, что это обеспечит самую высокую производительность смартфонов и устройств с большим экраном, но Судя по цифрам, Cortex-X1 все равно не сможет сравниться с предстоящим Apple A14, с которым он будет конкурировать. Тем не менее, он может оказаться на одном уровне с Apple A13 2019 года.
Cortex-X1 предлагает двукратное повышение производительности машинного обучения (ML) по сравнению с A77. Это заметное улучшение, и оно является частью более широкого стремления ARM к повышению производительности локальных вычислений.
Кластер DynamIQ, состоящий из 4 ядер Cortex-A78 и 4 ядер Cortex-A55, обеспечивает устойчивое повышение производительности на 20 % по сравнению с кластером из 4 ядер Cortex-A77 и 4x Cortex-A55. Более подробную информацию о претензиях на 20% можно найти в нашей статье. (Да, к сожалению, ARM не анонсировала преемника Cortex-A55. Это может произойти в следующем году.) С другой стороны, Cortex-X1 обеспечивает большую масштабируемость и одновременно повышает пиковую производительность. Партнеры добавляют 1x Cortex-X1 как часть кластера DynamIQ, а также 3x Cortex-A8 и 4x Cortex-A55. получит улучшение пиковой производительности на 30% по сравнению с предыдущим поколением, что является подвигом отмечая. A78 специально создан для повышения эффективности, поэтому в сочетании с Cortex-X1 он обеспечит наилучшую продолжительную и максимальную производительность. Флагманские телефоны Android станут намного быстрее.
В ARM утверждают, что ключевым рынком решений на базе Cortex-X1 являются смартфоны и новые форм-факторы (складные телефоны и большие многоэкранные устройства). X1 обеспечивает более быстрый пользовательский интерфейс, более быструю загрузку приложений и улучшенную скорость реагирования на прокрутку веб-страниц. Опыт на основе искусственного интеллекта и машинного обучения станет лучше с повышением производительности машинного обучения. Ожидается, что X1 также улучшит такие варианты использования, как производительность, связь, безопасность, множественное цифровое погружение, использование камеры, продвинутые игры и XR-опыт.
ARM Cortex-X1 — архитектура ЦП
В архитектуре Cortex-X1 все становится интереснее. Он имеет множество микроархитектурных обновлений, которые обеспечивают максимальный прирост производительности. Cortex-A76, анонсированный в 2018 году, увеличил ширину декодирования инструкций до 4 с 3 ширины у Cortex-A75, которая, в свою очередь, увеличилась с 2 ширины у Cortex-A73. Однако Cortex-A77 решил сохранить постоянную ширину декодирования на уровне 4. Чипы Apple A-серии большие и широкие, поскольку ширина декодирования всех чипов A-серии, начиная с A11, составляет 7, что шире, чем даже у процессоров для настольных ПК. ARM сделала шаг ближе к Apple с Cortex-X1, поскольку полоса декодирования была увеличена на 25% до 5 инструкций, декодируемых за цикл.
Более того, ARM сообщает, что пропускная способность кэша MOP увеличена на 33% до 8 MOP за цикл. Двигатель Neon Cortex-X1 получил два дополнительных канала, которые удваивают его вычислительную мощность по сравнению с A78. Что касается размеров кэша, X1 поддерживает кэш L1 объемом 64 КБ и кэш L2 до 1 МБ, а кластер DynamIQ был обновлен и теперь поддерживает 8 МБ кэша L3 для обеспечения максимальной производительности. Более крупный L3 также может использоваться A78 в сочетании с Cortex-X1.
Cortex-X1 — первый пример процессора Cortex-CPU, произведенного по программе CXC. Сама потребность программы CXC заключается в том, чтобы повысить производительность за пределами Cortex-A PPA. Это потому, что за все это повышение производительности приходится платить. Cortex-X1 в 1,5 раза больше Cortex-A78. Это означает, что у него худший PPA, а также худшая энергоэффективность. Таким образом, его вряд ли можно найти в каком-либо телефоне среднего или бюджетного класса, поскольку он, скорее всего, будет доступен только во флагманских телефонах высокого класса. Разрешение партнерам иметь процессор, соответствующий потребностям их рынка, позволит дифференцировать дорожную карту Процессоры Cortex-A. Здесь следует отметить, что партнеры программы не смогут напрямую настраивать какой-либо ЦП под CXC. программа. Вместо этого программа CXC по сути является преемником лицензии «Built for Cortex», в которой ARM вносит изменения по запросу партнеров и разрабатывает IP-адрес ЦП для продажи партнеру. Таким образом, ARM заявляет, что удовлетворит потребности постоянно расширяющейся экосистемы.
Целевая тактовая частота Cortex-X1 составляет 3 ГГц. ARM ориентировалась на частоту 3 ГГц со времен A76, но тактовая частота явно не была реализована. Однако с предстоящим появлением 5-нм SoC ARM надеется, что поставщики наконец-то представят дизайн большого ядра ARM. на частоте 3 ГГц. ARM отмечает, что все оценки производительности были основаны на SPECint2006, который является отраслевым стандартом. эталон.
Перспективы
Анонс Cortex-X1 является интересным для начинающих покупателей флагманских телефонов Android в 2021 году. Впервые с 2013 года и Apple A7 ARM сможет приблизиться к чипам Apple A-серии по пиковой производительности. Даже если Cortex-X1 не будет соответствовать A14, он будет ближе, чем был за последние семь лет.
Предстоящий Qualcomm Snapdragon 875, вероятно, будет включать в себя как Cortex-X1, так и Cortex-A78 как часть своих «Prime Core» и «Performance Cores». HiSilicon не в позиции принять новейший IP-адрес ARM, поскольку TSMC запрещено поставлять ему чипы, поэтому телефоны Huawei не будут оснащены новыми процессорными ядрами в этом году и, вероятно, даже не в начале следующего года. Примечательно, что у Samsung есть все шансы использовать Cortex-X1 + Cortex-A78 в составе следующей флагманской SoC Exynos, которая придет на смену предыдущей модели. Эксинос 990. Samsung опубликовала заявление, в котором заявила, что «очень рада» видеть новое направление, которое ARM выбирает с программой Cortex-X Custom. Cortex-X1, по сути, сводит на нет неудачную попытку Samsung создать собственные ядра. Остается надеяться, что в следующем году телефоны Galaxy S21/S30 на базе Exynos наконец-то избавятся от серьезных или незначительных недостатков в производительности процессора по сравнению с конкурентами на базе Snapdragon. Наконец, неясно, примет ли MediaTek Cortex-X1. Размерность 1000Преемник компании может использовать только A78 или использовать комбинацию X1 + A78, чтобы конкурировать с Qualcomm. Нам придется подождать, чтобы увидеть, как будут развиваться события в следующем году.
Будущее производительности процессоров в Android выглядит светлым, даже несмотря на то, что это один из крупнейших производителей процессорных чипов. стоит на грани закрытия.
Источники: ARM (1, 2), АнандТех