ARM прадставіла свой найноўшы дызайн працэсара – Cortex-A77. Як і леташні Cortex-A76, гэтае ядро прызначана для высакакласных задач у смартфонах і самых розных прыладах. У ім распрацоўшчык накіраваны на павелічэнне колькасці выкананых за такт каманд (IPC). Тактавыя частоты і энергаспажыванне засталіся прыкладна на ўзроўні Cortex-A76.
У наш час ARM нацэлена хутка нарошчваць прадукцыйнасць сваіх ядраў. Згодна з яе планам, пачынаючы з Cortex-A73 2016 года і аж да дызайну Hercules 2020 года кампанія мае намер у 2,5 разы павялічыць магутнасць ЦП. Ужо пераходы з 16 нм на 10 нм і затым на 7 нм дазволілі падняць тактавую частату, а ў сукупнасці з архітэктурай Cortex-A75 і затым Cortex-A76, паводле ацэнак ARM, на сённяшні дзень дасягнуты 1,8-кратны прырост прадукцыйнасці. Цяпер ядро Cortex-A77 дазволіць за кошт росту IPC нарасціць прадукцыйнасць яшчэ на 20% пры ранейшай тактавай частаце. Гэта значыць, 2,5-кратны прырост у 2020 годзе становіцца цалкам рэальны.
Нягледзячы на рост IPC на 20%, паводле ацэнак ARM, энергаспажыванне A77 не ўзрасла. Кампраміс у дадзеным выпадку складаецца ў тым, што пляц крышталя A77 прыкладна на 17 % больш A76 пры аднолькавых тэхналагічных нормах. У выніку кошт асобнага ядра крыху ўзрасце. Калі параўноўваць дасягненне ARM з лідэрамі галіны, тое варта сказаць, што AMD у Zen 2 дамаглася росты IPC на 15 % у параўнанні з Zen+, а значэнне IPC у ядраў Intel шмат гадоў застаецца прыкладна на адным узроўні.
Акно выканання са зменай паслядоўнасці каманд (out-of-order window size) павялічана на 25%, да 160 адзінак, што дазваляе ядру нарасціць паралелізм разлікаў. Нават у Cortex-A76 быў вялікі буфер адрасоў пераходу (Branch Target Buffer), а ў Cortex-A77 ён быў павялічаны яшчэ на 33%, да 8 Кбайт, што дазваляе блоку прадказанні галінаванняў эфектыўна спраўляцца з ростам колькасці паралельных інструкцый.
Яшчэ цікавейшым навінай стаў цалкам новы 1,5-Кбайт кэш, у якім захоўваюцца макрооперации (MOP), якія вяртаюцца з модуля дэкадавання. Архітэктура працэсара ARM дэкадуе інструкцыі з карыстацкага прыкладання ў драбнейшыя макрааперацыі, а затым разбівае іх на мікрааперацыі, якія перадаюцца ўжо ядру выканання. Кеш MOP выкарыстоўваецца для памяншэння ўплыву прапушчаных галінаванняў і скідаў, паколькі зараз макрааперацыі захоўваюцца ў асобным блоку і не патрабуюць паўторнага дэкадавання - тым самым павялічваецца агульная прапускная здольнасць ядра. У некаторых нагрузках новы блок з'яўляецца вельмі карысным дадаткам да стандартнага кэшу інструкцый.
У ядры выканання дададзены чацвёрты блок ALU і другі блок галінаванняў. Чацвёрты ALU павялічвае агульную прапускную здольнасць працэсара ў 1,5 разы за кошт магчымасці выканання аднатактных інструкцый (такіх як ADD і SUB) і двухтактных цэлалікавых аперацый накшталт множання. Два іншых ALU могуць апрацоўваць толькі базавыя аднатактныя інструкцыі, у той час як апошні блок загружаецца больш складанымі матэматычнымі аперацыямі, такімі як дзяленне, множанне з назапашваннем і т. д. Другі блок галінавання ўсярэдзіне ядраў выканання падвойвае колькасць адначасовых пераходаў галінаванняў, з якімі ядро можа працаваць, што карысна ў выпадках, калі дзве з шасці адпраўленых каманд ставяцца да пераходаў галінавання. Унутранае тэсціраванне ў ARM паказала выйгрыш у прадукцыйнасці ад выкарыстання гэтага другога блока пераходаў.
Сярод іншых змен ядра – даданне другога канвеера шыфравання AES, павелічэнне прапускной здольнасці памяці, удасканалены механізм папярэдняй выбаркі дадзеных наступнага пакалення, які дазваляе падвысіць эфектыўнасць энергаспажывання і адначасова павялічыць прапускную здольнасць сістэмы DRAM, аптымізацыі працы кэша і гэтак далей.
Найбольшы прырост назіраецца ў Cortex-A77 у цэлалікавых аперацыях і вылічэннях з якая плавае коскі. Гэта пацвярджаецца ўнутранымі тэстамі ARM у SPEC, якія паказалі павышэнне прадукцыйнасці на 20% і 35% у цэлалікавых аперацыях і вылічэннях з якая плавае коскі адпаведна. Паляпшэнні прапускной здольнасці памяці знаходзяцца дзесьці ў дыяпазоне 15-20%. У цэлым, аптымізацыі і змены ў A77 у сярэднім даюць 20-адсоткавы рост прадукцыйнасці ў параўнанні з папярэднім пакаленнем. За кошт навейшых тэхналагічных нормаў накшталт 7 нм ULV мы можам атрымаць дадатковыя перавагі ў канчатковых чыпах.
ARM распрацавала Cortex-A77 для працы ў звязку 4 4 big.LITTLE (4 магутных ядра і 4 простых энергаэфектыўных). Але, улічваючы павялічаны пляц новай архітэктуры, шматлікія вытворцы ў мэтах эканоміі могуць прадставіць звязкі 1+3+4 ці 2+2+4, якія ўжо актыўна практыкуюцца, дзе толькі адно ці два ядра будуць паўнавартаснымі неўрэзанымі A77.
Крыніца: 3dnews.ru