Arm, yritys, joka suunnittelee monissa maailman älypuhelimissa ja muissa mobiililaitteissa käytettäviä prosessoreita, on julkistanut uusimman sukupolven suoritinytimensä. Uusiin ytimiin kuuluu lippulaiva Cortex-X4 ydin, Cortex-A720 suorituskykyydin ja Cortex-A520 tehokkuusydin. Nämä ytimet on suunniteltu parantamaan merkittävästi suorituskykyä edellisiin sukupolviin verrattuna ja samalla parantamaan tehokkuutta. Uudet ytimet perustuvat Armin uusimpaan Armv9.2-arkkitehtuuriin. Ja ne tukevat laajaa valikoimaa uusia ominaisuuksia, koneoppimista ja kryptografiaa.
Armin prosessoriytimet vuodelle 2023
Vaikka Arm ei tuota SoC:ita itse, se tarjoaa Total Computen Ratkaisualusta (TCS) viitesuunnitteluna, joka auttaa valmistajia luomaan omia sirun toteutukset. Tämän vuoden Total Compute Solution on nimeltään TCS23. Se sisältää kolme tasoa suoritinytimiä: Cortex-X4, Cortex-A720 ja Cortex-520. Jokainen ydin on suunniteltu erityyppistä työtaakkaa varten, ja ne voivat työskennellä yhdessä tarjotakseen täydellisen järjestelmäratkaisun.
Ennen kuin keskustelet näiden ytimien suorituskyvystä ja tehokkuudesta, On tärkeää huomata merkittävä muutos TCS23:ssa. Tänä vuonna ARM on tehnyt suuren muutoksen CPU-rakenteeseensa. Kaikki uudet ytimet ovat vain 64-bittisiä, eikä 32-bittisiä versioita tule. Tämä tarkoittaa, että kaikki tulevat huippuluokan älypuhelinten piirisarjat ja Arm SoC:t muissa segmenteissä, kuten kannettavissa tietokoneissa, ovat vain 64-bittisiä.
Tämä muutos saattaa vaikuttaa radikaalilta, mutta se on ollut työn alla jo jonkin aikaa.. Arm on vähitellen luopunut 32-bittisestä tuesta uusimmissa ytimisissään, ja Google on kannustanut kehittäjiä päivittämään sovelluksensa 64-bittisiin useiden vuosien ajan. Nyt näyttää siltä, että 32-bittinen Android on vihdoin tien päässä.
Arm Cortex-X4 CPU Core
Sukellaanpa nyt lippulaivaan Cortex-X4. Arkkitehtonisesti se on samanlainen kuin viime vuoden X3. Ja se voi toimia samoilla taajuuksilla kuin viime vuoden ytimet, mutta se käyttää jopa 40 % vähemmän virtaa. Se on myös alle 10 % suurempi fyysisesti kooltaan ja tehokkain koskaan rakennettu Cortex-X-ydin.
X4:n suorituskykyparannukset johtuvat useista etu-ja taustamuutoksista. Etupäässä Arm paransi haaran ennustamista, mikä voi olla kallista, jos se on virheellinen. Arm lupaa myös, että 2 Mt:n L2-välimuisti tuottaa paremman suorituskyvyn todellisessa käytössä.
Lisäksi X4-ytimessä on enemmän aritmeettisia logiikkayksiköitä (ALU), haarayksikkö ja Multiply-Accumulator-yksikkö. Se myös liukuviivaa liukuluku-ja neliöjuurioperaatioita.
Taustaosassa latausmuistin osoitteen luomista on lisätty kolmesta käskystä neljään sykliä kohden, ja L1:n käännöksen sivupuskuri on kaksinkertaistettu. Kaikki nämä muutokset parantavat Cortex-X4:n suorituskykyä keskimäärin 15 %.
Cortex-A720
Vaikka X-sarjan ytimet on suunniteltu korkeaan suorituskykyyn, A-sarjaytimet yleensä tasapainottavat tehoa ja suorituskykyä. Ja Armin uusi Cortex-A720 ei ole odotettavissa.
Viikon Gizchina-uutiset
Uusi Cortex-A720 CPU ydin on 20 % tehokkaampi kuin viime vuoden Cortex-A715 ydin. Se voi myös tarjota 4 % enemmän suorituskykyä samalla virrankulutuksella. Tämä johtuu useista suunnittelumuutoksista, mukaan lukien lyhyemmistä ja tehokkaammista putkistoista ja uudesta spatial-prefetch-moottorista.
Arm on myös mahdollistanut Cortex-A720:n toteuttamisen eri kokoisina. Pienin kokoonpano on samankokoinen kuin Cortex-A78-ydin, ja se tarjoaa silti 10 % enemmän suorituskykyä ja kaikki ARMv9:n suojausominaisuudet. Tämä pienempi kokoonpano ei tietenkään ole ihanteellinen älypuhelimille. Mutta se voi olla hyödyllinen muissa laitteissa, joissa piialueen koko on rajoittava tekijä.
Cortex-A520
Lopuksi Armin CPU-ilmoitus sisältää Cortex-A520-ytimen. Vaikka X-sarja keskittyy raakalaskentatehoon ja A7xx-sarja tasapainottaa laskentatarpeita ja virrankulutusta, A5xx-sarja on optimoitu pitkää akun kestoa varten. Cortex-A720:n ja Cortex-X4:n tavoin A520 on myös vain 64-bittinen ydin.
Armin mukaan se on 22 % tehokkaampi kuin edellisen sukupolven A510-ydin. Arm on saavuttanut tämän tehokkuuden poistamalla yhden ALU-yksikön. Suunnittelijat ovat kuitenkin myös tehneet parannuksia tietojen esihakuun ja välimuistiin, mikä on antanut heille mahdollisuuden saada takaisin 8 % enemmän keskimääräistä suorituskykyä.
DymaicIQ
Arm’s DynamIQ Shared Unit (DSU) on kriittinen komponentti kaikissa Armin ydinmalleja käyttävissä siruissa. Se integroi yhden tai useamman ytimen L3-muistijärjestelmän, ohjauslogiikan ja ulkoisten liitäntöjen kanssa moniytimisen klusterin muodostamiseksi. Näin kaikki ytimet voivat kommunikoida keskenään ja jakaa resursseja, mikä on välttämätöntä suorituskyvyn ja tehokkuuden kannalta.
DSU:n uusin versio, DSU-120, tarjoaa useita parannuksia edelliseen versioon verrattuna. , DSU-110. Näitä parannuksia ovat tuki jopa 14 ytimelle klusteria kohden, jopa 32 megatavua L3-välimuistia ja tehokkuuden parantaminen useilla avainalueilla. Nämä parannukset hyödyttävät koko sirua, mutta niillä on erityisen myönteinen vaikutus virrankulutukseen ja tehokkuuteen.
Loppusanat
Nämä 64-bittiset Armv9.2-suorittimet ovat rakennus lohko Snapdragonin, MediaTekin, Samsungin ja muiden lippulaivojen SoC:ille. Armin sisäinen testaus osoitti, että uudet prosessorit parantavat merkittävästi suorituskykyä ja tehokkuutta 1+5+3-ytimen asettelussa. Sirujen valmistajat kuitenkin valitsevat omat suorittimen asettelunsa, mikä saattaa vaikuttaa suorituskykyyn ja tehokkuuteen.
Aiempien trendien perusteella voimme odottaa näkevämme älypuhelimia, joissa on Armin uusilla ytimillä varustettu SoC-järjestelmä, tämän vuoden loppuun mennessä. Arm ilmoitti myös päivitetystä Immortalis-G720 GPU:sta uusien suorittimien rinnalle.
Lähde/VIA:
