Arm发布了移动Armv9 CPU微体系结构 它们将构成新芯片的基础

编译:lee

Arm发布了移动Armv9 CPU微体系结构 它们将构成新芯片的基础


又到了一年中的这个时候,今年早些时候,ARM引入了ARMv9体系结构,旨在重新想象现代处理器。重点是人工智能、DSP(照片和视频处理)和改进的安全性。现在新架构的优势可以在实际产品上进行评估。

在上个月Arm的发布会之后最新基础设施Neoverse V1和Neoverse N2现在是移动IP的时候了。今年,things Arm比以往任何时候都有了更大的变化,因为我们看到了三个新一代的移动和客户端微体系结构:旗舰级Cortex-X2内核,Cortex-A710形式的A78后续产品,以及多年来第一次,一个全新的小内核与新的Cortex-A510。这三个新的cpu组成了一个新的三个Armv9兼容设计,旨在标志着一个更大的架构/ISA转变,而这在业界来得非常少。

除了新的CPU内核,我们还看到了新的L3和DSU-110集群设计,Arm也在其互连IP上进行了重大升级,新的缓存一致性CI-700网状网络和NI-700片上网络IP。

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Cortex-X2、A710和A510紧随去年的X1、A78和A55。特别是对于新的Cortex-X2和A710来说,它们是其前身的直接微体系结构继承者。这些部分在重复IPC和效率方面的一代代改进的同时,还以Armv9和新的扩展(如SVE2)的形式包含了全新的架构特性。

Cortex-A510是Arm的新小内核,是一个更大的微体系结构飞跃,因为它代表了Arm的 Cambridge CPU设计团队的一个全新的CPU设计。A510带来了大量的IPC改进,同时仍然继续关注功耗效率,而且,也许最有趣的是,它在顺序微体系结构中保留了它的特性。

新解决方案的旗舰和明星是Cortex-X2内核,它是Cortex-X1的继承者,后者成为Exynos 2100和Snapdragon 888芯片的一部分。与上一代相比,其预期性能提高了16%。我们知道,内核将在智能手机和笔记本电脑的旗舰平台上得到应用。

不过,尽管Cortex-X2的地位很高,但主要的新产品是Cortex-A510内核,它取代了Cortex-A55,而Cortex-A55是芯片制造商大量安装在处理器上的。与Cortex-A55相比,新的节能内核性能提高了35%,而且能效也提高了20%。

Armv9 CPU系列–AArch64仅用于所有实际用途

新的CPU系列标志着多年来最大的体系结构飞跃之一,因为ARMD公司现在正在将所有三个新的CPU IP都放在Armv9.0上。新的Arm架构的细节早在三月底就有报道。新的ISA的基础特性包括:新注册了以前的可选/缺失的Armv8.2功能,这些功能在移动和客户端设计中没有得到保证(主要是由于旧的A55内核),以及新的SVE2 SIMD和向量扩展的引入。

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我们期待已久的一个重大变化是,我们将看到即将到来的arm cortex-a移动内核中,32位AArch32执行模式将遭到抨击。从那以后,32位应用程序退出历史舞台只剩下时间的问题。直到2019年谷歌宣布,谷歌Play store将要求64位应用程序上传,该公司将在今年夏天晚些时候停止向64位兼容设备提供32位应用程序

虽然Arm宣布这一转变将在2023年实现,但就所有意图和目的而言,明年大多数全球用户都已经在发生这种转变。Cortex-X2旗舰内核和Cortex-A510小内核都是AArch64专用的微体系结构,不再能够执行AArch32代码。

话虽如此,敏锐的读者会注意到,三个CPU中有两个不是放弃,这是因为Cortex-A710实际上仍然支持AArch32。Arm表示,这样做的原因主要是为了满足中国移动市场的需求,因为中国移动市场缺乏全球Play商店市场的同类生态系统功能,而中国厂商及其国内应用市场需要多一点时间来推动向仅64位的转变。这意味着明年我们将有一个奇怪的情况,那就是只有SoC能够在其中级内核上执行32位应用程序,而这些应用程序被降级到A710内核中级,而错过了A510内核的小功率效率或X2内核的性能。


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在大内核方面,新的Cortex-X2和Cortex-A710是Cortex-X1和Cortex-A78的继承者。这两种设计都是由Arm的Austin设计团队设计的,代表了4第这个微体系结构家族的一代几年前就开始使用Cortex-A76,,在Arm借助明年的新Sophia内核将其移交给全新设计之前。这些内核应该是这个微体系结构家族中的最后一个产品。

在设计理念方面,X2和A710总体上保持了X1和A78所定义的总体目标:X系列继续专注于通过增加微体系结构来提高性能,并通过Arm愿意在合理范围内对功率做出妥协。同时,A710继续致力于通过更智能的设计来提高性能和效率,并将重点放在最大化IP的功率、性能和面积(PPA)平衡上。


Arm在上面的幻灯片中指出的一点是为持续的电压操作优化关键路径和物理设计-这更像是该公司在下一代“中间”内核中努力实现的目标,而不是在Cortex-A710中特别体现的目标。

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ARM宣布将形成新芯片基础的内核和视频加速器

今年,我们终于看到了一个新的小内核。早在2017年就报道过Cortex-A55,从那时起就再也没有看到过对Arm的小内核进行任何更新,以至于它被视为上几代移动SOC的一大弱点。

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新的Cortex-A510是Arm Austin设计团队的一个全新设计,它充分利用了该公司更大内核中采用的许多技术,但在一个新的有序小微体系结构中得到了实现。是的,我们仍在讨论有序内核,Arm仍然认为这是获取移动设备最佳效率和“使用天数”的最佳选择。

实际上,A510的功能比Cortex-A57强大,并且比Cortex-A73增强了一点。建议将AI学习性能提高3倍。该公司的幻灯片显示,在这方面它的性能优于Cortex-A78(可能是由于采用了新架构)。

保证功耗增加10%,Cortex-G710内核功耗降低30%。在Cortex-A78的背景下,性能更好。

Mali-G710图形是Mali-G78的延续,性能和能源效率提高了20%,ai学习性能提高了35%。它是使用第三代Valhall架构创建的,每个核心的每个时钟周期已跃升至64个FMA。

最近发布的所有GPU的另一个重大决定是转向所谓的命令流接口(CSF),以取代自最早的Mali GPU以来一直使用的Mali 任务调度器。它还带来了与Vulkan相关的改进,新的GPU固件,更低的延迟和更低的资源消耗。Mali-G710将提供7-16个着色器核心。

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Mali-G610是Mali-G710的类似产品,但内核数量较少(从1到6)。在Mali-G510的情况下,性能也会更好。以及专为可穿戴设备设计的Mali-G310。

尽管它是一个有序的内核,Arm做了一个比较,认为新设计与2017年的旗舰内核Cortex-A73非常相似,实现了非常相似的IPC和频率功能,同时消耗了更少的功率。

新设计还提供了一个非常有趣的共享复杂方法,并与第二个内核共享L2和FP/SIMD管道,设计方法Arm称之为“合并内核”,无疑会让读者想起10年前AMD在推土机堆芯中的CMT方法,尽管在方法上存在相当重要的差异。

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页面更新:2024-05-29

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