ARM анонсирует ядро ​​процессора Cortex-A77 с повышением производительности на 20-35%

На ежегодном мероприятии ARM TechDay компания ARM анонсировала ядро ​​процессора Cortex-A77. Анонс Cortex-A77 происходит одновременно с анонсом Графический процессор ARM Mali-G77, который является первым графическим процессором с совершенно новой архитектурой графического процессора Valhall. Вместе эти два продукта превзошли прошлогодний результат. Процессор Cortex-A76 и графический процессор Mali-G76 соответственно.

Британская компания ARM, приобретенная японским Softbank в 2016 году, является одной из важнейших компаний в технологической отрасли. Каждый смартфон в мире работает на наборе инструкций ARM. Qualcomm использует полузаказную лицензию «Сделано для Cortex», которая позволяет компании включать индивидуальные варианты IP-адреса процессора ARM в своих продуктах (например, Kryo 485 Gold — это полукастомный вариант Кортекс-А76). Группа Huawei HiSilicon был еще один высокопоставленный лицензиат процессора ARM IP

, используя стандартные версии ядер ЦП ARM, тогда как Samsung Systems LSI и Apple используют полностью специальные ядра поверх набора инструкций ARM. Samsung и HiSilicon также лицензируют графические процессоры ARM Mali для своих собственных SoC, в то время как Qualcomm и Apple предпочитают использовать свои собственные графические решения (например, Qualcomm использует собственные графические процессоры Adreno).

Вот почему когда ARM делает новое объявление, оно имеет серьезные последствия для индустрии смартфонов. Хорошей новостью является то, что ARM уже некоторое время активно занимается созданием новых микроархитектур процессоров. Cortex-A72, Cortex-A73 и Кортекс-А75 Все они были достойными конструкциями, компенсировавшими ошибки Cortex-A57. Однако прошлогодний Cortex-A76 сделал шаг вперед с точки зрения производительности, поскольку обещал «производительность класса ноутбука» с улучшением производительности на 35% по сравнению с уже способным Cortex-A75. Соответственно, Qualcomm пообещала улучшение производительности на 45% с помощью Snapdragon 855самый большой прирост производительности среди всех процессоров Snapdragon в истории.

Cortex-A76 показал высокие результаты в области IPC, PPA и эффективности. У него был лучший PPA в отрасли с небольшой площадью матрицы. Он действительно выиграл от превосходного 7-нм процесса FinFET TSMC, но улучшения IPC, которые он принес, также оставили свой след. Ему удалось превзойти собственное ядро ​​Exynos M3 от Samsung в Эксинос 9810, несмотря на более узкую ширину декодирования (4 ширины против. 6-широкий). Даже выпуск ядра Exynos M4 в этом году в Эксинос 9820 было недостаточно, чтобы перехватить преимущество ARM в производительности (хотя это и сократило разрыв), поскольку Cortex-A76 по-прежнему имеет преимущество в производительности и эффективности над Exynos M4. (Exynos также разочаровал худший производственный процесс: 8-нм LPP по сравнению с 8-нм техпроцессом LPP. 7-нм FinFET). В частности, энергоэффективность Cortex-A76 оказалась невероятной. SoC, использующие Cortex-A76, включают флагманские SoC, такие как ПриветСиликон Кирин 980 и Qualcomm Snapdragon 855, но мы также начали видеть это в SoC среднего класса в виде Qualcomm Snapdragon 675 и Snapdragon 730/730G. Влияние на производительность оказалось эффективным.

В мобильной сфере Cortex-A76 по-прежнему уступает специальным ядрам Apple, которые можно увидеть на Apple A11 и Apple A12, с точки зрения количества инструкций на такт (IPC). Однако ARM не продемонстрировала никаких признаков замедления темпов улучшения. В августе компания представила план развития своих ядер ЦП с ядром Deimos на 2019 год и ядром Hercules на 2020 год, оба они основаны на Cortex-A76. Впечатляет то, что компания пообещала ежегодное повышение производительности на 20-25% в год с каждым новым чипсетом в семействе Austin Core. ARM стремительно движется вперед.

Cortex-A77 — это ядро ​​ЦП «Deimos», которое появится в конце 2019 — начале 2020 года. флагманские SoC. Это развитие Cortex-A76 и вторая итерация ядра Austin. семья. Процессор является прямым микроархитектурным преемником A76, и большинство его основных функций остались прежними. Продавцы смогут обновить SoC IP без особых усилий. С точки зрения архитектуры, оно остается ядром ЦП ARM v8.2, которое предназначено для работы в паре с «маленьким» ядром Cortex-A55 вместо кластера DynamIQ Shared Unit (DSU).

Размеры кэша Cortex-A77 составляют: 64 КБ кэша инструкций и данных L1, 256 и 512 КБ кэша L2 и до 4 МБ общего кэша L3. Повышение производительности должно быть связано с улучшениями микроархитектуры, поскольку ожидается, что частота ядра не снизится. изменение (ARM по-прежнему нацелена на 3 ГГц, как и A76, но, как и в случае с A76, вполне вероятно, что мы увидим, что поставщики будут предлагать модели с более низкой тактовой частотой. ядра). Ожидается, что улучшения процессов для следующего поколения SoC не будут такими значительными, как в 2018 году. (В этом году TSMC перешла на 7-нм техпроцесс EUV, который, вероятно, станет основой следующих чипсетов Kirin и Snapdragon.)

Таким образом, Cortex-A77 имеет улучшенную микроархитектуру, которая приводит к повышению производительности на 20–35 %. A76 отличался от своих предшественников архитектурой и должен был служить базовый уровень для следующих двух проектов основного семейства Austin: Cortex-A77 в 2019 году и Hercules в 2019 году. 2020.

Основными целями ARM было повышение IPC архитектуры, а также дальнейшее сосредоточение внимания на предоставлении лучших PPA (мощность, производительность и площадь) в отрасли. Размер площади и преимущества энергоэффективности A76 по-прежнему останутся преимуществами A77.

С точки зрения микроархитектуры ARM довольно сильно изменилась. На внешнем уровне ядро ​​имеет более высокую пропускную способность выборки с удвоенной способностью прогнозирования бренда, новым макро-OP структура кэша, действующая как кэш инструкций L0, новый целочисленный конвейер ALU, а также обновленные очереди загрузки/сохранения и выдачи. возможности. Существуют также динамические оптимизации кода, которые подробно описаны в блоге ARM. Ширина декодирования остается равной 4.

Серверная часть ядра также содержит улучшения, и я рекомендую пользователям прочитать АнандТек покрытие для более подробной информации. В ARM добавлен дополнительный целочисленный ALU. Также были улучшены механизмы предварительной выборки данных, что является хорошей новостью, учитывая, что в A76 уже были превосходные функции предварительной выборки. АнандТех. Для повышения точности предварительной выборки были добавлены новые дополнительные механизмы предварительной выборки. Все это связано с подсистемой памяти ядра, которая является фундаментальным аспектом. Подсистема памяти процессора состоит из задержки памяти и пропускной способности памяти.

ARM обещает повышение производительности Cortex-A77 на 20-35%

По данным ARM, Cortex-A77 имеет улучшение однопоточной производительности IPC на 20% по сравнению с его предшественником. предшественник в Geekbench 4, 23% в SPECint2006, 35% в SPECfp2006, 20% в SPECint2017 и 25% в СПЕКфп2017. Все они разработаны по 7-нм техпроцессу и на частоте 3 ГГц. Если эти улучшения будут реализованы, SoC следующего поколения могут обеспечить потрясающую производительность и время автономной работы будущих смартфонов. В частности, улучшения FP являются значительным улучшением поколений. Конечно, у A77 не будет конкурентов, поскольку Samsung вернется с Exynos M5 в 2020 году, а до этого Apple A13 наверняка станет частью новых iPhone.

ARM также заявляет, что энергоэффективность A77 останется такой же, как у SoC A76. Что это значит заключается в том, что при пиковой производительности ядра ЦП будут использовать одинаковое количество энергии (измеряется в джоулях) для выполнения задача. Однако мощность и энергия — это два разных понятия. У A77 будет повышенное энергопотребление, пропорциональное увеличению производительности. Это может привести к проблемам с ограничениями TDP в телефонах. Чтобы противодействовать этому, мы уже видим, как основные поставщики используют нетрадиционные конфигурации ядра «большой + средний + маленький» (2+2+4 в случае HiSilicon и 1+3+4 в случае Qualcomm). A77 также будет на 17% больше, чем A76, а это означает, что он по-прежнему будет иметь лучший в своем классе PPA.

Я был большим поклонником реализации A76, поскольку он отлично работает даже с процессорами среднего класса, такими как Snapdragon 675. Snapdragon 855 и Kirin 980 являются высокопроизводительными флагманскими SoC, и мне не терпится увидеть уровень улучшений, внесенных реализациями A77 в SoC следующего поколения. ARM заявляет, что ее основные клиенты по-прежнему уделяют большое внимание лучшим PPA, и легко видеть, что компания предлагает лучшие решения в этом вопросе. внимание.

Когда мы увидим A77 в SoC? До недавних бурных событий с Huawei я бы сказал, что HiSilicon Kirin 985 наверняка будет оснащен A77, а также графическим процессором Mali-G77 для настоящего SoC следующего поколения в 2019 году. Однако, поскольку ARM решила разорвать отношения с Huawei, я сомневаюсь, что это возможно, если только взрывоопасная ситуация с Huawei не будет решена в ближайшие недели. Следующий флагманский процессор Qualcomm Snapdragon SoC, вероятно, не будет поставляться потребителям до первого квартала 2020 года, поэтому потребителям, желающим использовать новейшее ядро ​​процессора ARM, возможно, придется подождать некоторое время.

Источник: РУКА

С помощью: АнандТех