Arm, la société qui conçoit les processeurs utilisés dans de nombreux smartphones et autres appareils mobiles dans le monde, a annoncé sa dernière génération de cœurs de processeur. Les nouveaux cœurs comprennent un cœur phare Cortex-X4, un cœur de performance Cortex-A720 et un cœur d’efficacité Cortex-A520. Ces cœurs sont conçus pour offrir une amélioration significative des performances par rapport aux générations précédentes, tout en améliorant l’efficacité. Les nouveaux cœurs sont basés sur la dernière architecture Armv9.2 d’Arm. Et ils prennent en charge un large éventail de nouvelles fonctionnalités, l’apprentissage automatique et la cryptographie.
Les cœurs de processeur d’Arm pour 2023
Bien qu’Arm ne produise pas de SoC par lui-même, il offre un Total Compute Plate-forme de solution (TCS) en tant que conception de référence pour aider les fabricants à créer la leur implémentations de puces. La solution de calcul total de cette année s’appelle TCS23. Il comprend trois niveaux de cœurs de processeur: le Cortex-X4, le Cortex-A720 et le Cortex-520. Chaque cœur est conçu pour un type de charge de travail différent et ils peuvent fonctionner ensemble pour fournir une solution système complète.
Avant d’aborder les gains de performances et d’efficacité de ces cœurs, il est important de noter un changement significatif dans TCS23. Cette année, ARM a apporté un changement majeur à sa structure de processeur. Tous les nouveaux cœurs seront uniquement 64 bits et il n’y aura pas de révisions 32 bits. Cela signifie que tous les futurs chipsets haut de gamme pour smartphones et les SoC Arm dans d’autres segments, comme les ordinateurs portables, seront uniquement en 64 bits.
Ce changement peut sembler radical, mais il est en préparation depuis un certain temps.. Arm a progressivement supprimé la prise en charge 32 bits dans ses derniers cœurs, et Google encourage les développeurs à mettre à jour leurs applications en 64 bits depuis plusieurs années. Maintenant, il semble que l’Android 32 bits soit enfin au bout du chemin.
Arm Cortex-X4 CPU Core
Maintenant, plongeons dans le produit phare Cortex-X4. Sur le plan architectural, il est similaire au X3 de l’année dernière. Et il peut fonctionner aux mêmes fréquences que les cœurs de l’année dernière, mais il consommera jusqu’à 40 % d’énergie en moins. Il est également moins de 10 % plus grand en taille physique et le cœur Cortex-X le plus efficace jamais construit.
Les améliorations de performances du X4 proviennent d’un certain nombre de modifications frontales et dorsales. Dans le front-end, Arm a amélioré la prédiction de branche, ce qui peut être coûteux s’il est incorrect. Arm promet également qu’un cache L2 de 2 Mo offrira de meilleures performances dans le monde réel.
De plus, le cœur X4 a plus d’unités arithmétiques et logiques (ALU), une unité de branche et une unité Multiply-Accumulator. Il canalise également les opérations en virgule flottante et en racine carrée.
Dans le back-end, la génération d’adresses de stockage de chargement a été augmentée de 3 instructions à 4 par cycle, et le tampon de recherche de traduction dans L1 a été doublé. Tous ces changements se traduisent par une amélioration moyenne des performances de 15 % avec le Cortex-X4.
Cortex-A720
Alors que les cœurs de la série X sont conçus pour des performances élevées, le A-les cœurs de la série équilibrent généralement la puissance et les performances. Et le nouveau Cortex-A720 d’Arm n’est pas une attente.
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Le nouveau cœur de processeur Cortex-A720 est 20 % plus économe en énergie que le cœur Cortex-A715 de l’an dernier. Il peut également fournir 4% de performances en plus pour la même consommation d’énergie. Cela est dû à un certain nombre de modifications de conception, notamment des pipelines plus courts et plus efficaces, et un nouveau moteur de prélecture spatiale.
Arm a également permis d’implémenter le Cortex-A720 dans une variété de tailles. La plus petite configuration a la même taille que le cœur Cortex-A78 et fournira toujours 10 % de performances en plus et toutes les fonctionnalités de sécurité d’ARMv9. Bien sûr, cette configuration plus petite n’est pas idéale pour les smartphones. Mais cela pourrait être utile dans d’autres appareils où la taille de la surface du silicium est un facteur limitant.
Cortex-A520
Enfin, l’annonce du processeur d’Arm inclut le cœur Cortex-A520. Alors que la série X se concentre sur la puissance de calcul brute et que la série A7xx équilibre les besoins de calcul et la consommation d’énergie, la série A5xx est optimisée pour une longue durée de vie de la batterie. Comme le Cortex-A720 et le Cortex-X4, l’A520 est également un cœur 64 bits uniquement.
Arm affirme qu’il est 22 % plus efficace que le cœur A510 de la génération précédente. Arm a atteint cette efficacité en supprimant une unité ALU. Cependant, les ingénieurs ont également apporté des améliorations à la prélecture et au cache des données, ce qui leur a permis de récupérer 8 % de performances moyennes supplémentaires.
DymaicIQ
Arm’s DynamIQ Shared Unit (DSU) est un composant essentiel de toute puce utilisant les conceptions de base d’Arm. Il intègre un ou plusieurs cœurs avec un système de mémoire L3, une logique de contrôle et des interfaces externes afin de former un cluster multicœur. Cela permet à tous les cœurs de communiquer entre eux et de partager des ressources, ce qui est essentiel pour les performances et l’efficacité.
La dernière version du DSU, DSU-120, offre un certain nombre d’améliorations par rapport à la version précédente , DSU-110. Ces améliorations incluent la prise en charge de jusqu’à 14 cœurs par cluster, jusqu’à 32 Mo de cache L3 et une efficacité améliorée dans un certain nombre de domaines clés. Ces améliorations profiteront à l’ensemble de la puce, mais elles auront un impact particulièrement positif sur la consommation d’énergie et l’efficacité.
Derniers mots
Ces processeurs Armv9.2 64 bits seront le bâtiment bloc pour les SoC phares de Snapdragon, MediaTek, Samsung, etc. Les tests internes d’Arm ont montré que les nouveaux processeurs offrent des gains de performances et d’efficacité significatifs dans une configuration de cœur 1 + 5 + 3. Cependant, les fabricants de puces choisiront leurs propres configurations de processeur, ce qui peut affecter les performances et l’efficacité.
Sur la base des tendances passées, nous pouvons nous attendre à voir des smartphones alimentés par des SoC avec les nouveaux cœurs d’Arm d’ici la fin de cette année. Arm a également annoncé une mise à jour du GPU Immortalis-G720 aux côtés des nouveaux processeurs.
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