ARM ได้ประกาศโปรแกรม Cortex-X Custom (CXC) คอร์ประสิทธิภาพสูงตัวแรกภายใต้โปรแกรมที่กำหนดเองคือ ARM Cortex-X1 อ่านต่อเพื่อทราบข้อมูลเพิ่มเติม!
ในแต่ละปีในเดือนพฤษภาคม ARM ซึ่งตั้งอยู่ในสหราชอาณาจักร ซึ่งมี Softbank ในญี่ปุ่นเป็นเจ้าของ ได้ประกาศ Mobile IP (ทรัพย์สินทางปัญญา) ใหม่เพื่อใช้ในอุปกรณ์เคลื่อนที่ IP นี้ประกอบด้วยแกน CPU ใหม่และ GPU ใหม่ ชุดคำสั่งของ ARM ถูกใช้ในสมาร์ทโฟนทุกเครื่องในโลก - เป็นบริษัทที่มีความสำคัญอย่างยิ่ง ในแง่ของสถาปัตยกรรมหลักของ CPU ตั้งแต่ปี 2021 ผู้จำหน่ายชิปมือถือรายใหญ่ทุกรายจะใช้ IP CPU ของ ARM (เช่น Samsung System LSI ได้ยอมแพ้แล้ว บนคอร์แบบกำหนดเอง Exynos M) นั่นเป็นสาเหตุว่าทำไม ARM จึงต้องทำสิ่งที่ถูกต้องจึงเป็นเรื่องสำคัญเป็นสองเท่า สำหรับปีนี้ ARM ได้ประกาศสถาปัตยกรรมซีพียู ARM Cortex-A78 และ GPU Mali-G78 ซึ่งเป็นผู้สืบทอดของ คอร์เทกซ์-A77 ซีพียู และ มาลี-G77 จีพียูตามลำดับ แม้ว่าการประกาศเหล่านี้เป็นสิ่งที่คาดหวัง แต่สิ่งที่ไม่คาดคิดก็คือ ARM จะประกาศซีพียูคอร์อีกตัวในรูปแบบของ Cortex-X หลายปีที่ผ่านมา ผู้ตรวจสอบเทคโนโลยีและผู้ใช้ต่างคร่ำครวญถึงความจริงที่ว่าสถาปัตยกรรม CPU ของ Apple นั้นล้ำหน้าซีรีส์ Cortex-A ของ ARM หลายปี ด้วยโปรแกรม CPU Cortex-X และ Cortex-X1 สิ่งนี้อาจมีการเปลี่ยนแปลงในที่สุดในปี 2021
ARM รู้ดีว่าลูกค้าต้องการโซลูชันและผลิตภัณฑ์เพิ่มเติมตามความต้องการที่แตกต่างกันในกลุ่มผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างกัน ที่ คอร์เท็กซ์-A76ตัวอย่างเช่น ใช้ใน SoC ระดับเรือธงและ SoC ระดับกลางระดับล่างบางรุ่น ประสิทธิภาพสูงสุดของมัน ไม่สูงเท่ากับคู่แข่งของ Apple เพราะ ARM จำเป็นต้องเน้นไปที่ PPA (ประสิทธิภาพ พลังงาน และพื้นที่) อันดับแรก. ประสิทธิภาพการใช้พลังงานและประสิทธิภาพการใช้พลังงานมีความสำคัญสูงกว่าสำหรับบริษัท แทนที่จะเป็นประสิทธิภาพที่สมบูรณ์
ด้วย Cortex-X1 สิ่งนี้จะเปลี่ยนไป
ARM ได้ประกาศโปรแกรม Cortex-X Custom (CXC) โปรแกรมนี้นำมาซึ่งความร่วมมืออย่างใกล้ชิดกับทีมวิศวกร ARM และพันธมิตรโปรแกรมของ ARM ซึ่งสามารถสร้างผลิตภัณฑ์ CPU ขั้นสุดท้ายเพื่อตอบสนองความต้องการของตลาดเฉพาะได้ ARM ตั้งข้อสังเกตว่าสิ่งนี้ช่วยให้พันธมิตรโปรแกรมสามารถกำหนดจุดประสิทธิภาพของตนเองนอก "เปลือก Cortex-A ของ PPA ปกติ" CPU แบบกำหนดเองขั้นสุดท้ายซึ่งออกแบบและสร้างโดย ARM จะถูกจัดส่งภายใต้แบรนด์ ARM Cortex-X CPU ตัวแรกที่เป็นส่วนหนึ่งของโปรแกรม CXC คือ ARM Cortex-X1 CPU
ARM ภูมิใจในตัว Cortex-X1 มาก โดยบอกว่าเป็น Cortex CPU ที่ทรงพลังที่สุดในปัจจุบัน นำมาซึ่งการปรับปรุงประสิทธิภาพสูงสุด 30% เมื่อเทียบกับ Cortex-A77 ในปัจจุบัน ว่ากันว่าจะนำ "ประสิทธิภาพขั้นสูงสุด" มาสู่โซลูชันแบบกำหนดเองรุ่นต่อไป CPU มาเพื่อตอบสนองต่อพันธมิตรที่ต้องการเพิ่มประสิทธิภาพสูงสุดให้สอดคล้องกับกรณีการใช้งานของตนเอง
Cortex-X1 ตามที่คาดไว้นั้นเร็วกว่า Cortex-A78 ที่เพิ่งประกาศใหม่ซึ่งมีช่องอยู่ด้านล่าง ถ้อยคำมีความสำคัญที่นี่ ARM บอกว่ามันให้ เพิ่มประสิทธิภาพ เมื่อเปรียบเทียบกับ Cortex-A78 ที่มีการปรับปรุงประสิทธิภาพจำนวนเต็มเธรดเดี่ยวสูงสุด 22% ARM ระบุว่า "การยกระดับ" หมายถึงความจริงที่ว่าการปรับปรุงเกี่ยวข้องกับการทำงานประสิทธิภาพสูงในระยะสั้น ซึ่งเหมาะที่สุดสำหรับการเกิดปฏิกิริยาและการตอบสนอง สิ่งนี้คาดว่าจะเปิดใช้งานประสิทธิภาพสูงสุดเท่าที่เคยมีมาสำหรับสมาร์ทโฟนและอุปกรณ์ที่มีหน้าจอขนาดใหญ่ แต่เปิดอยู่ เมื่อพิจารณาจากตัวเลขแล้ว Cortex-X1 ยังคงไม่สามารถจับคู่กับ Apple A14 ที่กำลังจะมาถึงได้ซึ่งจะ แข่งขัน. มันอาจจะทำคะแนนได้เทียบเท่ากับ Apple A13 ในปี 2019
Cortex-X1 มีการปรับปรุงประสิทธิภาพการเรียนรู้ของเครื่อง (ML) 2 เท่าเมื่อเทียบกับ A77 นี่เป็นการปรับปรุงที่โดดเด่น และเป็นส่วนหนึ่งของการผลักดัน ARM ที่กว้างขึ้นเพื่อประสิทธิภาพการประมวลผลในท้องถิ่นที่มากขึ้น
คลัสเตอร์ DynamIQ ของคอร์ 4x Cortex-A78 และ 4x Cortex-A55 ให้การปรับปรุงประสิทธิภาพอย่างยั่งยืน 20% เมื่อเทียบกับคลัสเตอร์ 4x Cortex-A77 และ 4x Cortex-A55 สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการเรียกร้อง 20% โปรดดูบทความของเรา (ใช่แล้ว ARM ไม่ได้ประกาศผู้สืบทอดของ Cortex-A55 โชคไม่ดี มันอาจจะมาในปีหน้า) ในทางกลับกัน Cortex-X1 ช่วยให้สามารถปรับขนาดได้มากขึ้นในขณะที่เพิ่มประสิทธิภาพสูงสุด พันธมิตรเพิ่ม 1x Cortex-X1 เป็นส่วนหนึ่งของคลัสเตอร์ DynamIQ ควบคู่ไปกับ 3x Cortex-A8 และ 4x Cortex-A55 จะได้รับการปรับปรุงประสิทธิภาพสูงสุด 30% เมื่อเทียบกับรุ่นก่อนหน้า ซึ่งถือว่าคุ้มค่า สังเกต A78 สร้างมาเพื่อประสิทธิภาพโดยเฉพาะ ดังนั้นเมื่อรวมกับ Cortex-X1 คอมโบจะมอบประสิทธิภาพที่ยั่งยืนและสูงสุดได้ดีที่สุด โทรศัพท์ Android รุ่นเรือธงจะเร็วขึ้นมาก
ARM กล่าวว่าตลาดหลักสำหรับโซลูชันที่มี Cortex-X1 คือสมาร์ทโฟนและฟอร์มแฟคเตอร์ใหม่ (โทรศัพท์แบบพับได้และอุปกรณ์ขนาดใหญ่หลายหน้าจอ) X1 มอบ UX ที่เร็วขึ้นด้วยเวลาในการโหลดแอพที่เร็วขึ้น และการตอบสนองการเลื่อนหน้าเว็บที่ได้รับการปรับปรุง ประสบการณ์ที่ใช้ AI และ ML จะดีขึ้นด้วยการปรับปรุงประสิทธิภาพของ ML คาดการณ์ได้ว่า X1 จะปรับปรุงกรณีการใช้งาน เช่น ประสิทธิภาพการทำงาน การสื่อสาร ความปลอดภัย การดื่มด่ำกับดิจิทัลที่หลากหลาย การใช้กล้อง การเล่นเกมขั้นสูง และประสบการณ์ XR
ARM Cortex-X1 - สถาปัตยกรรมซีพียู
สถาปัตยกรรมของ Cortex-X1 เป็นสิ่งที่น่าสนใจ มีการอัพเกรดสถาปัตยกรรมจุลภาคจำนวนมากที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพสูงสุด Cortex-A76 ซึ่งประกาศในปี 2018 ได้อัปเกรดความกว้างการถอดรหัสคำสั่งเป็น 4 ไวด์ จาก 3 ไวด์ของ Cortex-A75 ซึ่งในทางกลับกันก็เพิ่มขึ้นจากความกว้าง 2 ไวด์ของ Cortex-A73 อย่างไรก็ตาม Cortex-A77 เลือกที่จะรักษาความกว้างของการถอดรหัสให้คงที่ที่ 4 กว้าง ชิป A-series ของ Apple มีขนาดใหญ่และกว้าง เนื่องจากความกว้างในการถอดรหัสของชิป A-series ทั้งหมดตั้งแต่ A11 มีความกว้าง 7 ซึ่งกว้างกว่าสถาปัตยกรรม CPU บนเดสก์ท็อปด้วยซ้ำ ARM ได้เข้าใกล้ Apple ไปอีกขั้นด้วย Cortex-X1 เนื่องจากแบนด์วิดท์การถอดรหัสเพิ่มขึ้น 25% เป็น 5 คำสั่งที่ถอดรหัสต่อรอบ
ยิ่งไปกว่านั้น ARM ยังกล่าวอีกว่าปริมาณงานแคช MOP เพิ่มขึ้น 33% เป็น 8 MOP ต่อรอบ เครื่องยนต์ Neon ของ Cortex-X1 ได้รับไปป์เพิ่มเติมอีกสองท่อที่เพิ่มความสามารถในการประมวลผลเป็นสองเท่าเหนือ A78 ในแง่ของขนาดแคช X1 รองรับแคช L1 ขนาด 64kB และแคช L2 สูงสุด 1MB ในขณะที่คลัสเตอร์ DynamIQ ได้รับการอัปเกรดให้รองรับ L3 ขนาด 8MB เพื่อประสิทธิภาพสูงสุด A78 ยังสามารถใช้ L3 ที่ใหญ่กว่าได้เมื่อใช้ร่วมกับ Cortex-X1
Cortex-X1 เป็นตัวอย่างแรกของ Cortex-CPU ที่ผลิตภายใต้โปรแกรม CXC ความจำเป็นอย่างยิ่งของโปรแกรม CXC คือการผลักดันประสิทธิภาพการทำงานภายนอก Cortex-A PPA นั่นเป็นเพราะประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นทั้งหมดต้องแลกมาด้วยต้นทุน Cortex-X1 มีขนาด 1.5 เท่าของ Cortex-A78 ซึ่งหมายความว่ามี PPA ที่แย่กว่าและประสิทธิภาพการใช้พลังงานก็แย่ลงด้วย ดังนั้นจึงไม่น่าจะพบได้ในโทรศัพท์ระดับกลางหรือราคาประหยัด เนื่องจากมีแนวโน้มว่าจะจำกัดเฉพาะโทรศัพท์ระดับเรือธงระดับไฮเอนด์เท่านั้น การอนุญาตให้พันธมิตรมี CPU ที่ตรงกับความต้องการของตลาดโดยเฉพาะจะทำให้เกิดความแตกต่างระหว่างแผนงานของ ซีพียู Cortex-A ควรสังเกตไว้ที่นี่ว่าพันธมิตรโปรแกรมจะไม่สามารถปรับแต่ง CPU ใดๆ ภายใต้ CXC ได้โดยตรง โปรแกรม. แต่โปรแกรม CXC นั้นโดยพื้นฐานแล้วจะเป็นผู้สืบทอดของใบอนุญาต "Built for Cortex" โดยที่ ARM จะทำการแก้ไขตามคำขอของพันธมิตร และออกแบบ CPU IP ที่จะขายให้กับพันธมิตร ด้วยวิธีนี้ ARM กล่าวว่าจะตอบสนองความต้องการของระบบนิเวศที่ขยายตัวอยู่ตลอดเวลา
ความเร็วนาฬิกาเป้าหมายของ Cortex-X1 คือ 3GHz ARM ตั้งเป้าหมายไว้ที่ 3GHz นับตั้งแต่ A76 และความเร็วสัญญาณนาฬิกาไม่ปรากฏให้เห็นอย่างชัดเจน ด้วยการมาถึงของ SoC ขนาด 5 นาโนเมตรที่กำลังจะมาถึง ARM หวังว่าผู้ขายจะจัดส่งการออกแบบแกนหลักขนาดใหญ่ของ ARM ในที่สุด ที่ 3GHz ARM ตั้งข้อสังเกตว่าการประมาณการประสิทธิภาพทั้งหมดอ้างอิงจาก SPECint2006 ซึ่งเป็นมาตรฐานอุตสาหกรรม เกณฑ์มาตรฐาน
แนวโน้ม
การประกาศของ Cortex-X1 นั้นน่าตื่นเต้นสำหรับผู้ซื้อโทรศัพท์ Android รุ่นเรือธงในปี 2021 นับเป็นครั้งแรกนับตั้งแต่ปี 2013 และ Apple A7 ที่ ARM จะสามารถเข้าใกล้ชิป A-series ของ Apple ในแง่ของประสิทธิภาพสูงสุด แม้ว่า Cortex-X1 จะไม่ตรงกับ A14 แต่ก็จะใกล้เคียงกว่าที่เคยเป็นมาในช่วงเจ็ดปีที่ผ่านมา
Qualcomm Snapdragon 875 ที่กำลังจะมาถึงอาจจะรวมทั้ง Cortex-X1 และ Cortex-A78 ไว้เป็นส่วนหนึ่งของ "Prime Core" และ "Performance Cores" ไฮซิลิคอน ไม่มีตำแหน่ง เพื่อใช้ IP ใหม่ล่าสุดของ ARM เนื่องจาก TSMC ถูกห้ามไม่ให้จัดหาชิป ดังนั้นโทรศัพท์ Huawei จะไม่มีแกน CPU ใหม่ในปีนี้ และอาจจะยังไม่ถึงต้นปีหน้าด้วยซ้ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง Samsung อยู่ในสถานะที่แข็งแกร่งที่จะนำ Cortex-X1 + Cortex-A78 มาเป็นส่วนหนึ่งของ Exynos SoC ซึ่งเป็นเรือธงตัวถัดไปซึ่งจะเข้ามาแทนที่ เอ็กซิโนส 990. Samsung ออกแถลงการณ์ระบุว่า "รู้สึกตื่นเต้นมาก" ที่ได้เห็นทิศทางใหม่ของ ARM ที่มีต่อโปรแกรม Cortex-X Custom Cortex-X1 เป็นการปฏิเสธการลงทุนคอร์แบบกำหนดเองที่ล้มเหลวของ Samsung เป็นหลัก เป็นที่หวังว่าในปีหน้าโทรศัพท์ Galaxy S21/S30 ที่ขับเคลื่อนด้วย Exynos จะปราศจากการขาดดุลประสิทธิภาพ CPU หลักหรือเล็กน้อยในที่สุดเมื่อเทียบกับการแข่งขันที่ขับเคลื่อนด้วย Snapdragon ในที่สุดก็ไม่แน่ใจว่า MediaTek จะนำ Cortex-X1 มาใช้หรือไม่ ที่ ขนาด 1,000ผู้สืบทอดของอาจใช้ A78 เท่านั้นหรืออาจเลือกใช้ X1 บวก A78 คอมโบเพื่อแข่งขันกับ Qualcomm เราจะต้องรอดูว่าปีหน้าจะเป็นอย่างไร
อนาคตของประสิทธิภาพของ CPU ใน Android ดูสดใสแม้จะเป็นผู้ผลิตชิป CPU รายใหญ่รายหนึ่งก็ตาม ยืนอยู่บนขอบแห่งการปิด.
ที่มา: ARM (1, 2), อานันท์เทค