Arm, firma projektująca procesory stosowane w wielu smartfonach i innych urządzeniach mobilnych na świecie, ogłosiła najnowszą generację rdzeni procesorów. Nowe rdzenie obejmują flagowy rdzeń Cortex-X4, rdzeń wydajnościowy Cortex-A720 i rdzeń wydajnościowy Cortex-A520. Rdzenie te zaprojektowano z myślą o zapewnieniu znacznego wzrostu wydajności w porównaniu z poprzednimi generacjami, przy jednoczesnym zwiększeniu wydajności. Nowe rdzenie oparte są na najnowszej architekturze ARM Armv9.2. Obsługują też szeroką gamę nowych funkcji, uczenia maszynowego i kryptografii.
Rdzenie procesora ARM na rok 2023
Chociaż ARM nie produkuje samodzielnie SoC, oferuje Total Compute Platforma Solution (TCS) jako projekt referencyjny, który pomaga producentom tworzyć własne implementacje chipów. Tegoroczne rozwiązanie Total Compute nosi nazwę TCS23. Obejmuje trzy poziomy rdzeni procesora: Cortex-X4, Cortex-A720 i Cortex-520. Każdy rdzeń jest przeznaczony do innego rodzaju obciążenia i mogą ze sobą współpracować, tworząc kompletne rozwiązanie systemowe.
Przed omówieniem wzrostu wydajności i wydajności tych rdzeni, należy zwrócić uwagę na istotną zmianę w TCS23. W tym roku ARM dokonał poważnej zmiany w strukturze procesora. Wszystkie nowe rdzenie będą tylko 64-bitowe i nie będzie wersji 32-bitowych. Oznacza to, że wszystkie przyszłe wysokiej klasy chipsety smartfonów i układy SoC Arm w innych segmentach, takich jak laptopy, będą tylko 64-bitowe.
Ta zmiana może wydawać się drastyczna, ale prace nad nią trwają już od jakiegoś czasu. Arm stopniowo wycofuje obsługę 32-bitowych rdzeni w swoich najnowszych rdzeniach, a Google od kilku lat zachęca programistów do aktualizacji swoich aplikacji do wersji 64-bitowej. Teraz wygląda na to, że 32-bitowy Android jest już na końcu drogi.
Rdzeń procesora Arm Cortex-X4
Teraz przejdźmy do flagowego procesora Cortex-X4 X4. Architektonicznie jest podobny do zeszłorocznego X3. I może pracować z tymi samymi częstotliwościami, co zeszłoroczne rdzenie, ale będzie zużywać do 40% mniej energii. Jest również o mniej niż 10% większy pod względem rozmiaru fizycznego i jest najbardziej wydajnym rdzeniem Cortex-X, jaki kiedykolwiek zbudowano.
Ulepszenia wydajności X4 wynikają z szeregu zmian front-end i back-end. W interfejsie Arm ulepszyło przewidywanie rozgałęzień, które może być kosztowne, jeśli jest nieprawidłowe. Arm obiecuje również, że pamięć podręczna L2 o pojemności 2 MB zapewni wyższą wydajność w rzeczywistych zastosowaniach.
Ponadto rdzeń X4 ma więcej jednostek logiki arytmetycznej (ALU), jednostki rozgałęzienia i jednostki multiply-acumulator. Potokuje również operacje zmiennoprzecinkowe i pierwiastki kwadratowe.
W zapleczu generowanie adresu magazynu danych zostało zwiększone z 3 instrukcji do 4 na cykl, a bufor translacji w L1 został podwojony. Wszystkie te zmiany skutkują średnio 15% poprawą wydajności dzięki Cortex-X4.
Cortex-A720
Podczas gdy rdzenie serii X są zaprojektowane z myślą o wysokiej wydajności, rdzenie A-rdzenie serii ogólnie równoważą moc i wydajność. Nowy Cortex-A720 firmy Arm nie jest oczekiwany.
Gizchina Wiadomości tygodnia
Nowy rdzeń procesora Cortex-A720 jest o 20% bardziej energooszczędny niż zeszłoroczny rdzeń Cortex-A715. Może również zapewnić o 4% wyższą wydajność przy takim samym zużyciu energii. Wynika to z szeregu zmian konstrukcyjnych, w tym krótszych i wydajniejszych potoków oraz nowego silnika pobierania przestrzennego z wyprzedzeniem.
Arm umożliwił również wdrożenie Cortex-A720 w różnych rozmiarach. Najmniejsza konfiguracja ma taki sam rozmiar jak rdzeń Cortex-A78 i nadal zapewnia o 10% wyższą wydajność i wszystkie funkcje bezpieczeństwa ARMv9. Oczywiście ta mniejsza konfiguracja nie jest idealna dla smartfonów. Ale może być przydatny w innych urządzeniach, w których rozmiar obszaru krzemu jest czynnikiem ograniczającym.
Cortex-A520
Ostatecznie, ogłoszenie procesora ARM obejmuje rdzeń Cortex-A520. Podczas gdy seria X koncentruje się na surowej mocy obliczeniowej, a seria A7xx równoważy potrzeby obliczeniowe i pobór mocy, seria A5xx jest zoptymalizowana pod kątem długiego czasu pracy baterii. Podobnie jak Cortex-A720 i Cortex-X4, A520 jest również rdzeniem tylko 64-bitowym.
Arm twierdzi, że jest o 22% bardziej wydajny niż rdzeń A510 poprzedniej generacji. Arm osiągnął tę wydajność, usuwając jedną jednostkę ALU. Jednak inżynierowie wprowadzili również ulepszenia w zakresie wstępnego pobierania danych i pamięci podręcznej, co pozwoliło im odzyskać o 8% wyższą średnią wydajność.
DymaicIQ
DynamIQ Shared Unit (DSU) firmy ARM jest krytycznym elementem każdego układu scalonego wykorzystującego rdzeń projektu ARM. Integruje jeden lub więcej rdzeni z systemem pamięci L3, logiką sterowania i zewnętrznymi interfejsami w celu utworzenia klastra wielordzeniowego. Pozwala to wszystkim rdzeniom komunikować się ze sobą i współdzielić zasoby, co jest niezbędne dla wydajności i wydajności.
Najnowsza wersja DSU, DSU-120, oferuje szereg ulepszeń w stosunku do poprzedniej wersji , DSU-110. Ulepszenia te obejmują obsługę do 14 rdzeni na klaster, do 32 MB pamięci podręcznej L3 oraz zwiększoną wydajność w wielu kluczowych obszarach. Te ulepszenia przyniosą korzyści całemu chipowi, ale będą miały szczególnie pozytywny wpływ na zużycie energii i wydajność.
Słowa końcowe
Te 64-bitowe procesory Armv9.2 będą budulcem blok dla flagowych SoC od Snapdragon, MediaTek, Samsung i innych. Wewnętrzne testy ARM wykazały, że nowe procesory oferują znaczny wzrost wydajności i wydajności w układzie rdzeni 1+5+3. Jednak producenci chipów wybiorą własne układy procesorów, co może mieć wpływ na wydajność i wydajność.
Bazując na wcześniejszych trendach, możemy spodziewać się, że do końca tego roku zobaczymy smartfony wyposażone w SoC z nowymi rdzeniami ARM. Arm ogłosił również zaktualizowany procesor graficzny Immortalis-G720 wraz z nowymi procesorami.
Źródło/VIA:
