Arm annuncia le microarchitetture CPU Armv9 mobile: Cortex-X2, Cortex-A710 e Cortex-A510

È di nuovo quel periodo dell’anno e, dopo la presentazione del mese scorso della più recente infrastruttura di Arm Neoverse V1 e degli IP CPU Neoverse N2, è giunto il momento di coprire il lato client e mobile delle cose. Quest’anno, le cose che Arm sta scuotendo le cose un po ‘più del solito visto che stiamo vedendo nuove tre microarchitetture di nuova generazione per dispositivi mobili e client: il core Cortex-X2 di punta, un nuovo successore di A78 sotto forma di Cortex-A710, e per la prima volta da anni, un piccolo nucleo nuovo di zecca con il nuovo Cortex-A510. Le tre nuove CPU formano un nuovo trio di design compatibili con Armv9 che mirano a segnare un più ampio cambiamento architettonico / ISA che si verifica molto raramente nel settore.

Oltre ai nuovi core della CPU, stiamo anche assistendo a un nuovo design L3 e cluster con il DSU-110, e Arm sta anche facendo un grande aggiornamento nel suo IP di interconnessione con la nuova rete mesh CI-700 coerente con la cache e la rete NI-700 IP su chip.

Il Cortex-X2, A710 e A510 seguono gli X1, A78 e A55 dello scorso anno. Per i nuovi Cortex-X2 e A710 in particolare, questi sono successori microarchitettonici diretti dei loro predecessori. Queste parti, mentre iterano miglioramenti generazionali in IPC ed efficienza, incorporano anche nuove caratteristiche architettoniche sotto forma di Armv9 e nuove estensioni come SVE2.

Il Cortex-A510, il nuovo piccolo core di Arm, è un salto di microarchitettura più grande, in quanto rappresenta un nuovo design della CPU a foglio pulito del team di progettazione della CPU Cambridge di Arm. A510 apporta grandi miglioramenti IPC pur mantenendo un focus costante sull’efficienza energetica e, forse la cosa più interessante, mantiene la sua caratteristica microarchitettura in ordine.

Una famiglia di CPU Armv9 – AArch64 solo per tutti gli scopi pratici *

La nuova famiglia di CPU segna uno dei più grandi balzi architettonici che abbiamo avuto negli ultimi anni, poiché la società sta ora basando tutti e tre i nuovi IP della CPU su Armv9.0. Abbiamo ampiamente trattato i dettagli della nuova architettura Arm alla fine di marzo. Le caratteristiche fondamentali del nuovo ISA includono la nuova registrazione di precedenti funzionalità Armv8.2 + opzionali / mancanti che non erano garantite nei progetti mobili e client (principalmente a causa dei vecchi core A55) e l’introduzione di nuove SVE2 SIMD e estensioni vettoriali .

Un grande cambiamento che ci aspettavamo da un po ‘di tempo è che vedremo una deprecazione della modalità di esecuzione AArch32 a 32 bit nei prossimi core mobili Arm Cortex-A. Il tempo è passato per le app a 32 bit da quando Google ha annunciato nel 2019 che il Google Play Store richiederà i caricamenti di app a 64 bit e la società smetterà di servire applicazioni a 32 bit su dispositivi compatibili a 64 bit entro la fine dell’estate.

Mentre Arm dichiara che il cambiamento avverrà nel 2023, a tutti gli effetti sta già accadendo il prossimo anno per la maggior parte degli utenti globali. Sia il core di punta Cortex-X2 che i piccoli core Cortex-A510 sono microarchitetture solo AArch64 che non sono più in grado di eseguire codice AArch32.

Detto questo, i lettori attenti noteranno che due CPU su tre non sono un file completare shift, e il motivo è perché Cortex-A710 supporta ancora AArch32. Arm afferma che la ragione di ciò è principalmente per soddisfare le esigenze del mercato mobile cinese, che manca delle capacità di ecosistema omogenee dei mercati globali del Play Store, e i fornitori cinesi e il loro mercato nazionale delle app richiedono un po ‘più di tempo per facilitare il passaggio a Solo 64 bit. Ciò significa che il prossimo anno avremo uno strano scenario di SoC su cui solo i core centrali sono in grado di eseguire applicazioni a 32 bit, con quelle app relegate ai core A710 centrali e che perdono l’efficienza energetica dei piccoli core A510 o le prestazioni dei core X2.

Dal punto di vista del core, i nuovi Cortex-X2 e Cortex-A710 sono i successori del Cortex-X1 e del Cortex-A78. Entrambi i modelli sono per lo più progettati dal team di progettazione di Austin di Arm e rappresentano il 4th generazione di questa famiglia di microarchitettura, che aveva iniziato con il Cortex-A76 diversi anni fa. Questi core dovrebbero essere gli ultimi di questa famiglia di microarchitettura prima che Arm passi le cose a un design completamente nuovo con i nuovi core Sophia del prossimo anno.

In termini di filosofia di progettazione, X2 e A710 mantengono generalmente gli stessi obiettivi generali definiti da X1 e A78: la serie X continua a concentrarsi sul miglioramento delle prestazioni aumentando le strutture microarchitettoniche e poiché Arm è disposto a scendere a compromessi sulla potenza entro limiti ragionevoli . Nel frattempo l’A710 continua a concentrarsi sul miglioramento delle prestazioni e dell’efficienza attraverso un design più intelligente e con una grande attenzione alla massimizzazione del bilanciamento di potenza, prestazioni e area (PPA) dell’IP.

Un punto sottolineato da Arm nella diapositiva sopra è di avere percorsi critici ottimizzati e un design fisico per operazioni a tensione sostenuta: questo è più un obiettivo per cui l’azienda si impegna nelle prossime generazioni di core “intermedi” piuttosto che qualcosa che si riflette specificamente nel Cortex -A710.

Quest’anno, stiamo finalmente vedendo un nuovo piccolo nucleo. Avevamo coperto il Cortex-A55 nel 2017 e da allora non abbiamo visto alcun aggiornamento ai piccoli core di Arm, al punto da essere visto come un grande punto debole delle ultime generazioni di SoC mobili.

Il nuovo Cortex-A510 è un progetto pulito del team di progettazione di Cambridge di Arm, che sfrutta molte delle tecnologie che erano state impiegate nei core più grandi dell’azienda, ma implementate in una nuova piccola microarchitettura ordinata. Sì, stiamo ancora parlando di un core in ordine, e Arm la vede ancora come la scelta migliore in termini di estrazione della migliore efficienza e “Giorni di utilizzo” dei dispositivi mobili.

Anche se è un core in ordine, Arm ha confrontato il fatto che il nuovo design è estremamente simile a un core di punta del 2017, vale a dire il Cortex-A73, che raggiunge capacità IPC e frequenza molto simili consumando molta meno energia.

Il nuovo design presenta anche un approccio complesso condiviso molto interessante e condivide le pipeline L2 e FP / SIMD con un secondo core, un approccio progettuale che Arm chiama “merged core” e indubbiamente ricorderà ai lettori l’approccio CMT di AMD nei core Bulldozer 10 anni fa , anche se ci sono differenze piuttosto importanti negli approcci.




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