Arm Cortex-X1 y Cortex-A78 Cpu: núcleos Grandes con grandes diferencias

El brazo tiene no uno, sino dos nuevos de alto rendimiento de la Cpu destinado para el 2021 móvil Soc. La primera es la que prevé la Corteza-A78, basándose en el estándar de la Corteza de Una hoja de ruta. El anuncio sorpresa es la Corteza-X1, una potencia de CPU diseñado con los socios en el Brazo de nuevo CXC programa, que sustituye a la «basado en Arm Cortex.»

Arm Cortex-A78 y la Corteza-X1 se basa tanto en la generación anterior de la Corteza-A77. Sin embargo, los dos procesadores ARM son diseñados con diferentes objetivos de diseño en mente. La Corteza-A78 se centra en la entrega de más de rendimiento por vatio dentro de un poco más pequeña de la zona que antes. La Corteza-X1 descarta estas preocupaciones comunes en la búsqueda del máximo rendimiento.

Ambos CPUs están destinados a la premier de nivel de SoCs y smartphones en el año 2021, tal vez incluso en relación el uno con el otro. Sin embargo, no todos 2021 chipset necesariamente va a ofrecer el rendimiento extremo de la Corteza-X1. Sólo está disponible para los participantes del Brazo de CXC programa. Pero más sobre esto más adelante, vamos a ver qué hay de nuevo para el 2021 smartphone Cpu.

Arm Cortex-A78: la Eficiencia es el juego

Vamos a empezar con las métricas para que los números de los adictos. El Arm Cortex-A78 promete un 20% de mejora de rendimiento constante sobre la Corteza-A77 para una 1W de potencia de presupuesto, gracias a los cambios en la arquitectura, a disposición del reloj aumenta la velocidad, y el paso de 7nm a 5nm de fabricación. Más impresionante, un 2,1 GHz 5nm Cortex-A78 consume hasta un 50% menos de energía que un 2.3 GHz 7nm Cortex-A77, según Brazo. Eso es una bendición para la vida de la batería.

En el proceso, la Corteza-A78 las mejoras de rendimiento son un poco menos impresionante. Sólo hay un 7% típico de la mejora de rendimiento de la nueva micro-arquitectura. Sin embargo, de que viene con un 4% de reducción en el consumo de energía, por lo que esperan la Corteza-A78 para sostener su pico de rendimiento un poco más de lo que la A77 y R76. La A78 es también un 5% más pequeño, lo que resulta en un 15% del área de ahorro para un quad-core de clúster. Que libera más espacio adicional para la GPU, NPU, o de otros componentes de silicio, o simplemente ayuda a mantener los precios a la baja.

Volviendo a la micro-arquitectura, Brazo ha hecho una serie de cambios significativos. Para empezar, la Corteza-A78 viene con un opcional de menor tamaño de 32 kb de caché L1 de configuración, que es donde la mayoría de ahorro de espacio, vienen en. Aunque Brazo, los socios pueden participar de una forma más familiar de 64 kb de caché L1 para impulsar el núcleo de la aún más el rendimiento. Qualcomm hizo algo similar con mayor L2 de caché para su Snapdragon Primer núcleo, y esto sigue siendo flexible de hasta 512 kb para equilibrar el rendimiento, la zona y la potencia de esta generación.

Para compensar esta menor L1 memoria, la rama predictor es mejor que cubre irregulares patrones de búsqueda y ahora es capaz de seguir los dos tomados de las ramas por ciclo. Esto se traduce en un menor número de errores de caché L1 y ayuda a ocultar canalización de burbujas para mantener el núcleo bien alimentado. La tubería es de 1 ciclo más largo en comparación con la A77, asegurando la A78 golpea a una frecuencia de reloj de destino alrededor de 3 ghz, pero es todavía un 6 instrucción por ciclo de diseño.

Cortex-A78 optimiza la potencia y la zona, con más conservador mejoras de rendimiento.

El brazo también introduce un segundo múltiplo entero de la unidad en la unidad de ejecución y una carga adicional de Dirección de la Unidad de Generación (AGU) para aumentar la carga de datos de ancho de banda en un 50%. Otras optimizaciones incluyen más fusionado instrucciones y mejoras en la eficiencia para la instrucción de los programadores, registrar el cambio de nombre de las estructuras, y el reorder buffer. La línea de fondo es que la Corteza-A78 es más delgado, más CPU optimizado de la A77.

La Corteza-A78 objetivos de máxima eficiencia sobre el rendimiento. Eso es bueno para la vida de la batería, pero no tan bueno para los aficionados con la esperanza de que Android iba a cerrar la brecha con los de Apple el próximo año. Para los que quieren un teléfono alimentado por el Arm Cortex-X1.

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Arm Cortex-X1: máximo rendimiento

La Corteza-X1 es el primer graduado de Brazo de nuevo CXC programa. Con CXC, Brazo de socios de tomar un punto de rendimiento fuera de los habituales de la hoja de ruta, y el Brazo de diseños de CPU para ellos. Sin embargo, una pareja debe ser en el programa desde el inicio para tener acceso al producto final. Colectiva de este año el enfoque es en serio rampa el rendimiento de Arm Cortex formación.

Para Cortex-X1, el Brazo se prevé un 30% de salto en el rendimiento en comparación con la Corteza-A77. Esto funciona a una impresionante 23% de mejora sobre la Corteza-A78 en entero crujido, lo que es un claro ganador en las cargas de trabajo exigentes. La Corteza-X1 también cuenta con el doble de la máquina de aprendizaje de la destreza de estos dos CPUs.

Cortex-X1 responde a las llamadas para una CPU Arm con un rendimiento extremo.

Es un cambio significativo en el enfoque, pero que velocidad llega al costo de una mayor área de superficie y el aumento de la potencia. Para el Brazo de los socios, esto significa menos multiproceso rendimiento y eficiencia por milímetro cuadrado de silicio. Como tal, parece poco probable que los smartphone de SoCs utilizará quad Cortex-X1 grupos. Tenemos más probabilidades de ver una sola Corteza-X1 pareja con tres Cortex-A78s. Esta configuración sólo se tarda hasta 15% más de área que un quad-core Cortex-A76 clúster, mientras que la entrega de ese buscado mucho después de subproceso único impulso.

El logro de la Corteza-X1 objetivo de rendimiento que se requiere un gran número de las principales micro-cambios en la arquitectura. Para empezar, el núcleo tiene mucha más memoria que la A77 y A78. La caché L2 es variable de hasta 1MB y tiene el doble de ancho de banda para maximizar el beneficio en el rendimiento, mientras que la caché L3 compartida puede golpear a 8 MB, el doble de las generaciones anteriores. Curiosamente, hay una específica Dinámica de Unidad Compartida (DSU) incluido con la Corteza-X1 para permitir la 8MB de configuración, que comparte la memoria con cualquier Cortex-A78s en el clúster así.

El caché más grande es complementado por una más potente núcleo de ejecución. SIMD instrucción de punto flotante de procesamiento se duplica a 4x-128 bits de ancho de banda, produciendo el 2x de aprendizaje de la máquina de elevación. El procesador también cuenta con un 40% de aumento a su salida de la ejecución de la orden de ventana con 224 las instrucciones de entrada. Esto expone más paralelismo a nivel de instrucción, con el objetivo de tener el procesador de hacer más de una vez.

La gran X1 demandas centrales de más de potencia y un área de silicio.

Mantener todo esto alimentado con lo que hay que hacer es un 50% superior a L0 branch target buffer, 5 de ancho I-caché de instrucciones fetch, y 8 micro-operación de captura de los dedicados Mop caché. Eso es el doble de la Corteza-A77 la recuperación de la capacidad y un aumento de 33% sobre el A78 6 de ancho de despacho de ancho de banda. En otras palabras, la Corteza-X1 puede hacer mucho más con cada ciclo de reloj que el de los anteriores Brazo de núcleos de CPU.

Arm Cortex-A78 vs Cortex-X1

La mayor parte de Arm Cortex-A78 el rendimiento de las ganancias proviene de la mudanza a 5nm, convirtiéndolo en el más conservador de los generacional de mejora que hemos visto para un par de años. En su lugar, área y optimizaciones de rendimiento son la clave de los puntos de discusión, que es, por supuesto, un buen gadget para la vida de la batería. Fundamentalmente, esta elección de diseño complementa la casa de máquinas de la Corteza-X1 en la mezcla de configuraciones de clúster.

Un tri-nivel de SoC con una sola X1, tres A78s, y cuatro A55s podría entregar un gran equilibrio entre el rendimiento y la eficiencia de los smartphones, lo que impulsó a Android rendimiento a competir con Apple personalizadas de la Cpu. Un multi-core Cortex-X1 SoC también es excitante para el Windows en Arm de los ecosistemas, las capacidades de conducción en la gama más alta del mercado de la informática.

No sabemos que los fabricantes tienen la Corteza-X1 todavía, pero Qualcomm parece probable.

Sin embargo, la naturaleza de la CXC programa crea una nueva perspectiva que no todos los móviles SoC diseñador tiene acceso a Brazo de mayor rendimiento de núcleo. No sabemos quién está en el programa, pero Qualcomm parece una cosa segura ya que anteriormente participó en Construyó en Arm Cortex para Kryo. Esto podría dar la siguiente generación de Snapdragon una ventaja sobre sus competidores. La Corteza-A78 escalas con mayor caché de configuraciones para aquellas personas que necesitan un extra de rendimiento, pero CXC socios tienen una notable ventaja.

La llegada de no uno, sino dos grandes de la Corteza de Una núcleos marca un gran cambio en la estrategia para el Brazo que va a la unidad principal de la diferenciación de productos en el próximo año de los smartphones y siempre conectados a los ordenadores portátiles. Mantenga un ojo en los SoC de los anuncios de los principales actores hacia el final de 2020 a ver cómo sale.