ARM je predstavio svoj najnoviji dizajn procesora, Cortex-A77. Kao i prošlogodišnji Cortex-A76, ovo jezgro je dizajnirano za vrhunske zadatke na pametnim telefonima i velikom broju uređaja. U njemu, programer ima za cilj da poveća broj instrukcija koje se izvršavaju po taktu (IPC). Brzine takta i potrošnja energije ostali su približno na nivou Cortex-A76.
Trenutno, ARM ima za cilj brzo povećanje performansi svojih jezgri. Prema svojim planovima, počevši od Cortex-A73 iz 2016. pa do Hercules dizajna iz 2020. godine, kompanija namjerava povećati snagu procesora za 2,5 puta. Već su prijelazi sa 16 nm na 10 nm, a zatim na 7 nm omogućili povećanje frekvencije takta, a u kombinaciji sa Cortex-A75, a zatim Cortex-A76 arhitekturom, prema procjenama ARM-a, povećanje performansi za 1,8 puta je do danas postignuto. Sada će Cortex-A77 jezgro omogućiti, zbog povećanja IPC-a, povećanje performansi za još 20% na istoj frekvenciji takta. Odnosno, povećanje od 2,5 puta u 2020. postaje sasvim realno.
Uprkos povećanju IPC-a od 20%, ARM procjenjuje da se potrošnja energije A77 nije povećala. Kompromis u ovom slučaju je da je površina čipa A77 približno 17% veća od A76 po istim standardima obrade. Kao rezultat toga, trošak pojedinačnog jezgra će se neznatno povećati. Ako uporedimo ARM-ova dostignuća sa liderima u industriji, vrijedi reći da je AMD u Zen 2 postigao povećanje IPC-a od 15% u odnosu na Zen+, dok je IPC vrijednost Intelovih jezgara ostala približno ista dugi niz godina.
Prozor izvršenja za promenu redosleda komandi (veličina prozora van redosleda) je povećan za 25%, na 160 jedinica, što omogućava kernelu da poveća paralelizam proračuna. Čak je i Cortex-A76 imao veliki Branch Target Buffer, a Cortex-A77 ga je povećao za još 33%, na 8 KB, što omogućava jedinici za predviđanje grananja da se efikasno nosi sa povećanjem broja paralelnih instrukcija.
Još zanimljivija inovacija je potpuno nova keš memorija od 1,5 KB koja pohranjuje makro operacije (MOP) vraćene iz modula za dekodiranje. Arhitektura ARM procesora dekodira instrukcije iz korisničke aplikacije u manje makro-operacije, a zatim ih razlaže na mikro-operacije koje se prosleđuju izvršnoj jezgri. MOP keš se koristi za smanjenje uticaja propuštenih grananja i ispiranja jer su makro operacije sada pohranjene u zasebnom bloku i ne zahtijevaju ponovno dekodiranje - čime se povećava ukupna propusnost jezgre. U nekim radnim opterećenjima, novi blok je izuzetno koristan dodatak standardnoj predmemoriji instrukcija.
Četvrti ALU blok i drugi blok grane dodani su izvršnom jezgru. Četvrti ALU povećava ukupnu propusnost procesora za 1,5 puta omogućavanjem instrukcija u jednom ciklusu (kao što su ADD i SUB) i push-pull cjelobrojnih operacija kao što je množenje. Druga dva ALU-a mogu rukovati samo osnovnim instrukcijama u jednom ciklusu, dok je posljednji blok opterećen složenijim matematičkim operacijama kao što su dijeljenje, množenje-akumulacija, itd. Drugi blok grananja unutar izvršnog jezgra udvostručuje broj istovremenih prijelaza grananja. jezgro može obaviti posao, što je korisno u slučajevima kada se dvije od šest poslanih naredbi odnose na prijelaze grananja. Interno testiranje u ARM-u pokazalo je prednosti u performansama od korištenja ovog drugog bloka grane.
Ostale promjene kernela uključuju dodavanje drugog AES enkripcionog cjevovoda, povećani memorijski propusni opseg, poboljšani mehanizam za prethodno dohvaćanje podataka sljedeće generacije radi poboljšanja energetske efikasnosti uz povećanje protoka sistemske DRAM memorije, optimizacije keš memorije i još mnogo toga.
Najveći dobici su vidljivi u Cortex-A77 u operacijama s cijelim brojem i pomičnim zarezom. Ovo je podržano od strane ARM-ovih internih SPEC benchmark-a, koji pokazuju povećanje performansi od 20% i 35% u celobrojnim operacijama i operacijama sa pokretnim zarezom, respektivno. Poboljšanja memorijskog propusnog opsega su negde u rasponu od 15-20%. Sveukupno, optimizacije i promjene na A77 u prosjeku povećavaju performanse od 20 posto u odnosu na prethodnu generaciju. Sa novijim tehnološkim normama kao što je 7nm ULV, možemo dobiti dodatne prednosti u finalnim čipovima.
ARM je razvio Cortex-A77 za rad u kombinaciji 4+4 big.LITTLE (4 moćna jezgra i 4 jednostavna energetski efikasna). Ali, s obzirom na povećanu površinu nove arhitekture, mnogi proizvođači, kako bi uštedjeli novac, mogu uvesti 1+3+4 ili 2+2+4 kombinacije, koje se već aktivno praktikuju, gdje će samo jedna ili dvije jezgre biti punopravan, nerezan A77.
izvor: 3dnews.ru