ARM, %20-35 performans artışı sağlayan Cortex-A77 CPU çekirdeğini duyurdu

ARM'in yıllık TechDay etkinliğinde ARM, Cortex-A77 CPU çekirdeğini duyurdu. Cortex-A77 duyurusu, duyurunun yanı sıra geliyor ARM Mali-G77 GPUYepyeni "Valhall" GPU mimarisine sahip ilk GPU'dur. Bu iki ürün birlikte geçen yılın başarısını yakaladı Sırasıyla Cortex-A76 CPU ve Mali-G76 GPU.

Japonya merkezli Softbank tarafından 2016 yılında satın alınan İngiltere merkezli ARM, teknoloji sektörünün en önemli şirketlerinden biri. Dünyadaki her akıllı telefon, ARM'in talimat seti tarafından desteklenmektedir. Qualcomm, şirketin özelleştirilmiş uygulamaları birleştirmesine olanak tanıyan yarı özel bir "Made for Cortex" lisansı kullanıyor ARM'in CPU IP'sinin ürünlerindeki çeşitleri (örneğin, Kryo 485 Gold, Cortex-A76). Huawei'nin HiSilicon grubu öyleydi ARM'in CPU IP'sinin başka bir yüksek profilli lisans sahibi, ARM'in CPU çekirdeklerinin stok versiyonlarını kullanırken, Samsung Systems LSI ve Apple, ARM'in talimat setinin üzerinde tamamen özel çekirdekler kullanıyor. Samsung ve HiSilicon ayrıca kendi şirket içi SoC'leri için ARM'nin Mali GPU'larını lisanslarken, Qualcomm ve Apple kendi özel GPU çözümlerini kullanmayı tercih ediyor (örneğin, Qualcomm kendi Adreno GPU'larını kullanıyor).

Bu nedenle ARM yeni bir duyuru yaptığında akıllı telefon sektörü üzerinde önemli etkileri oluyor. İyi haber şu ki, yeni CPU mikro mimarileri oluşturma konusunda ARM bir süredir ilerleme kaydediyor. Cortex-A72, Cortex-A73 ve Cortex-A75 hepsi Cortex-A57'nin hatalarını telafi eden saygın tasarımlardı. Ancak geçen yılki Cortex-A76, halihazırda yetenekli Cortex-A75'e göre %35'lik bir performans artışıyla "dizüstü bilgisayar sınıfı performans" vaat ederek performans açısından bir adım öteye geçti. Buna göre, Qualcomm, Snapdragon 855 ile %45 performans artışı sözü verdiTarihteki tüm Snapdragon SoC'ler arasında en büyük performans artışı.

Cortex-A76, IPC, PPA ve verimlilik alanlarında yüksek performans sergiledi. Küçük kalıp alanı boyutlarıyla sektördeki en iyi PPA'ya sahipti. TSMC'nin mükemmel 7nm FinFET sürecinden faydalandı ancak getirdiği IPC iyileştirmeleri de iz bıraktı. Samsung'un Exynos M3 özel çekirdeğinden daha iyi performans göstermeyi başardı. Exynos 9810, daha dar bir kod çözme genişliğine sahip olmasına rağmen (4 genişliğe karşı 4 genişliğe) 6-geniş). Exynos M4 çekirdeğinin bu yıl piyasaya sürülmesi bile Exynos 9820 Cortex-A76 gibi ARM'in performans avantajını yakalamak için yeterli değildi (gerçi aradaki farkı kapattı) hala performans ve verimlilik avantajına sahip Exynos M4'ün üzerinde. (Exynos aynı zamanda daha düşük bir üretim süreci nedeniyle de hayal kırıklığına uğradı: 8 nm LPP'ye karşı 8 nm LPP. 7 nm FinFET). Özellikle Cortex-A76'nın enerji verimliliğinin inanılmaz olduğu görüldü. Cortex-A76'yı kullanan SoC'ler, aşağıdaki gibi amiral gemisi SoC'leri içerir: HiSilicon Kirin 980 ve Qualcomm Snapdragon 855, ancak bunu orta sınıf SoC'lerde de şu şekilde görmeye başladık: Qualcomm Snapdragon 675 ve Aslanağzı 730/730G. Performans üzerindeki etkisi etkili oldu.

Mobil alanda Cortex-A76, saat başına talimat (IPC) açısından Apple A11 ve Apple A12'de görüldüğü gibi Apple'ın özel çekirdeklerinden hâlâ daha geride. Ancak ARM, iyileşme hızını yavaşlatma belirtisi göstermedi. Ağustos ayında şirket, her ikisi de Cortex-A76'yı temel alan 2019 için "Deimos" çekirdeği ve 2020 için "Hercules" çekirdeği içeren CPU çekirdeği yol haritasını açıkladı. Etkileyici bir şekilde şirket, Austin çekirdek ailesindeki her yeni yonga seti ile her yıl performansta %20-25'lik bir CAGR artışı sözü verdi. ARM ileri doğru hızlanıyor.

Cortex-A77, "Deimos" CPU çekirdeğidir ve 2019'un sonu ve 2020'nin başına doğru yol alacak amiral gemisi SoC'ler. Cortex-A76'nın bir evrimi ve Austin çekirdeğinin ikinci yinelemesidir. aile. CPU, A76'nın doğrudan mikro mimari halefidir ve temel özelliklerinin çoğu aynıdır. Satıcılar SoC IP'sini çok fazla çaba harcamadan yükseltebilecekler. Mimari açısından, DynamIQ Paylaşımlı Birim (DSU) kümesi yerine Cortex-A55 "küçük" çekirdekle eşleştirilmesi amaçlanan bir ARM v8.2 CPU çekirdeği olmaya devam ediyor.

Cortex-A77'nin önbellek boyutları şunlardır: 64KB L1 talimat ve veri önbellekleri, 256 ve 512KB L2 önbellekler ve 4 MB'a kadar paylaşılan L3 önbellek. Çekirdeğin sıklığının artması beklenmediğinden, performans iyileştirmelerinin mikro mimari iyileştirmelerden gelmesi gerekecektir. değişiklik (ARM hala A76 gibi 3GHz'i hedefliyor, ancak A76'da olduğu gibi satıcıların daha düşük saat hızına sahip tasarımlar gönderdiğini göreceğiz çekirdekler). Yeni nesil SoC'lere yönelik süreç iyileştirmelerinin 2018'deki kadar büyük olması beklenmiyor. (TSMC bu yıl 7nm EUV sürecine geçti ve bu muhtemelen bir sonraki Kirin ve Snapdragon yonga setlerinin temelini oluşturacak.)

Bu nedenle Cortex-A77, %20-%35 performans artışı sağlayan gelişmiş bir mikro mimariye sahiptir. A76, mimari açıdan öncekilerden farklıydı ve bir araç olarak hizmet vermesi gerekiyordu. Austin çekirdek ailesindeki sonraki iki tasarımın temeli: 2019'da Cortex-A77 ve 2019'da "Hercules". 2020.

ARM'in öncelikli hedefleri mimarinin IPC'sini artırmak ve sektördeki en iyi PPA'yı (güç, performans ve alan) sunmaya odaklanmaya devam etmekti. A76'nın alan büyüklüğü ve enerji verimliliği avantajları A77 için hâlâ avantaj olmaya devam edecek.

Mikro mimari açısından ARM oldukça değişti. Ön uçta çekirdek, marka tahmin yeteneğinin iki katına çıkarılmasıyla birlikte daha yüksek bir getirme bant genişliğine, yani yeni bir makro-OP'ye sahiptir. L0 talimat önbelleği görevi gören önbellek yapısı, yeni bir tamsayı ALU hattı ve yenilenen yükleme/depolama kuyrukları ve sorun kabiliyet. Ayrıca dinamik kod optimizasyonları da mevcut ve bunlar ARM'in blog yazısında ayrıntılı olarak açıklanıyor. Kod çözme genişliği 4 genişlikte kalır.

Çekirdeğin arka ucu da iyileştirmeler içeriyor ve kullanıcıların okumasını öneririm AnandTech'in kapsama çok daha fazla ayrıntı için. ARM ek bir tam sayı ALU ekledi. Veri ön getiricileri de geliştirildi; A76'nın zaten mükemmel ön getiricilere sahip olduğu düşünülürse bu iyi bir haber. AnandTech. Ön getirme doğruluğunu artırmak için yeni ek ön getirme motorları eklendi. Bütün bunlar, temel bir husus olan çekirdeğin bellek alt sistemi ile ilgilidir. Bir CPU'nun bellek alt sistemi, bellek gecikmesi ve bellek bant genişliğinden oluşur.

ARM, Cortex-A77 için %20-35 performans artışı vaat ediyor

ARM'ye göre Cortex-A77, diğerlerine göre %20 IPC tek iş parçacıklı performans artışına sahiptir. Geekbench 4'te önceki sürüm, SPECint2006'da %23, SPECfp2006'da %35, SPECint2017'de %20 ve SPECint2017'de %25 SPECfp2017. Bunların hepsi 7 nm'lik bir süreçte ve 3 GHz frekansında yansıtılıyor. Bu iyileştirmeler gerçekleşirse, yeni nesil SoC'ler gelecekteki akıllı telefonlarda şaşırtıcı performans ve pil ömrü deneyimlerine güç verebilir. Özellikle FP iyileştirmeleri önemli bir nesilsel gelişmedir. Elbette A77 rakipsiz olmayacak, çünkü Samsung 2020'de Exynos M5 ile geri dönecek ve ondan önce Apple'ın A13'ünün yeni iPhone'ların bir parçası olacağı kesin.

ARM ayrıca A77'nin enerji verimliliğinin A76 SoC'lerle aynı kalacağını belirtiyor. Bu ne anlama geliyor? Performansın en yüksek olduğu nokta, CPU çekirdeklerinin bir işlemi tamamlamak için aynı miktarda enerjiyi (joule cinsinden ölçülen) kullanacağıdır. görev. Ancak güç ve enerji iki farklı kavramdır. A77, artan performansla doğrusal olarak artan güç kullanımına sahip olacak. Bu durum telefonlarda TDP limitlerinde sorunlara yol açabilir. Buna karşı koymak için büyük satıcıların büyük + orta + küçük alışılmadık çekirdek konfigürasyonlarını benimsediğini görüyoruz (HiSilicon'un durumunda 2+2+4 ve Qualcomm'un durumunda 1+3+4). A77 ayrıca A76'dan %17 daha büyük olacak, bu da onun hâlâ sınıfının en iyisi PPA'ya sahip olma yolunda olduğu anlamına geliyor.

A76'nın uygulamalarının büyük bir hayranıyım çünkü Snapdragon 675 gibi orta sınıf SoC'lerde bile çok iyi çalışıyor. Snapdragon 855 ve Kirin 980'in her ikisi de yüksek performanslı amiral gemisi SoC'ler ve A77'nin uygulamalarının getirdiği iyileştirmelerin düzeyini görmek için sabırsızlanıyorum. yeni nesil SoC'ler. ARM, büyük müşterilerinin hâlâ en iyi PPA'ya sahip olmaya odaklandığını ve şirketin bu konuda en iyi çözümleri sunduğunu görmenin kolay olduğunu belirtiyor. saygınlık.

A77'yi ne zaman SoC'de göreceğiz? Huawei ile yaşanan son çalkantılı olaylardan önce, HiSilicon Kirin 985'in 2019'da gerçek bir yeni nesil SoC için kesinlikle A77'nin yanı sıra Mali-G77 GPU'yu da içermesinin bekleneceğini söylerdim. Ancak ARM'ın Huawei ile bağlarını kesmeye karar vermesiyle birlikte, Huawei ile yaşanan yanıltıcı durum önümüzdeki haftalarda çözülmediği sürece bunun artık mümkün olup olmadığından şüpheliyim. Qualcomm'un bir sonraki amiral gemisi Snapdragon SoC muhtemelen 2020'nin ilk çeyreğine kadar tüketicilere sunulmayacak, bu nedenle ARM'in en yeni CPU çekirdeğini kullanmak isteyen tüketicilerin bir süre beklemesi gerekebilir.

Kaynak: KOL

Aracılığıyla: AnandTech