ARM ha presentat el seu darrer disseny de processador, el Cortex-A77. Igual que el Cortex-A76 de l'any passat, aquest nucli està dissenyat per a tasques de gamma alta en telèfons intel·ligents i una gran varietat de dispositius. En ell, el desenvolupador pretén augmentar el nombre d'instruccions executades per rellotge (IPC). Les velocitats de rellotge i el consum d'energia es van mantenir aproximadament al nivell de Cortex-A76.
Actualment, ARM pretén augmentar ràpidament el rendiment dels seus nuclis. Segons els seus plans, a partir del Cortex-A73 del 2016 i fins al disseny d'Hèrcules del 2020, la companyia té la intenció d'augmentar la potència de la CPU en 2,5 vegades. Les transicions de 16 nm a 10 nm i després a 7 nm van permetre augmentar la freqüència del rellotge i, en combinació amb l'arquitectura Cortex-A75 i després Cortex-A76, segons les estimacions d'ARM, un augment de rendiment d'1,8 vegades. s'ha aconseguit fins avui. Ara el nucli Cortex-A77 permetrà, a causa de l'augment de l'IPC, augmentar el rendiment un 20% més a la mateixa freqüència de rellotge. És a dir, un augment de 2,5 vegades el 2020 esdevé força real.
Malgrat l'augment del 20% de l'IPC, ARM estima que el consum d'energia de l'A77 no ha augmentat. La compensació en aquest cas és que l'àrea del xip A77 és aproximadament un 17% més gran que l'A76 amb els mateixos estàndards de processament. Com a resultat, el cost d'un nucli individual augmentarà lleugerament. Si comparem els èxits d'ARM amb els líders del sector, val la pena dir que AMD a Zen 2 va aconseguir un augment de l'IPC del 15% en comparació amb Zen+, mentre que el valor IPC dels nuclis d'Intel s'ha mantingut aproximadament igual durant molts anys.
La finestra d'execució per canviar la seqüència d'ordres (mida de la finestra fora d'ordre) s'ha augmentat un 25%, fins a 160 unitats, la qual cosa permet al nucli augmentar el paral·lelisme dels càlculs. Fins i tot el Cortex-A76 tenia un gran Branch Target Buffer, i el Cortex-A77 el va augmentar un 33% més, fins als 8 KB, la qual cosa permet que la unitat de predicció de branques faci front eficaçment a l'augment del nombre d'instruccions paral·leles.
Una innovació encara més interessant és una memòria cau d'1,5 KB completament nova que emmagatzema les operacions de macro (MOP) retornades des del mòdul de descodificació. L'arquitectura del processador ARM descodifica les instruccions de l'aplicació de l'usuari en macrooperacions més petites i després les descomponen en microoperacions que es passen al nucli d'execució. La memòria cau MOP s'utilitza per reduir l'impacte de les ramificacions i els buits perduts perquè ara les operacions de macro s'emmagatzemen en un bloc separat i no requereixen una nova descodificació, augmentant així el rendiment global del nucli. En algunes càrregues de treball, el nou bloc és una addició extremadament útil a la memòria cau d'instruccions estàndard.
S'han afegit un quart bloc ALU i un segon bloc de branca al nucli d'execució. La quarta ALU augmenta el rendiment global del processador en 1,5 vegades activant instruccions d'un sol cicle (com ara ADD i SUB) i operacions d'empeny-pull enters com ara la multiplicació. Les altres dues ALU només poden gestionar instruccions bàsiques d'un sol cicle, mentre que l'últim bloc es carrega amb operacions matemàtiques més complexes com ara divisió, multiplicació-acumulació, etc. Un segon bloc de branca dins del nucli d'execució duplica el nombre de transicions de branca simultànies. core pot gestionar el treball, cosa que és útil en els casos en què dues de les sis ordres enviades es relacionen amb transicions de branques. Les proves internes a ARM han mostrat beneficis de rendiment de l'ús d'aquest segon bloc de branca.
Altres canvis al nucli inclouen l'addició d'un segon canal de xifratge AES, un augment de l'amplada de banda de memòria, un motor de recuperació prèvia de dades de nova generació millorat per millorar l'eficiència energètica alhora que augmenta el rendiment de la DRAM del sistema, les optimitzacions de memòria cau i molt més.
Els majors guanys es veuen al Cortex-A77 en operacions amb nombres enters i de coma flotant. Això està recolzat pels benchmarks interns d'SPEC d'ARM, que mostren guanys de rendiment del 20% i del 35% en operacions de nombre sencer i de coma flotant, respectivament. Les millores de l'amplada de banda de la memòria es troben entre el 15 i el 20%. En general, les optimitzacions i els canvis a l'A77 fan una mitjana d'augment del rendiment del 20 per cent en comparació amb la generació anterior. Amb normes tecnològiques més noves com ara 7nm ULV, podem obtenir beneficis addicionals en els xips finals.
ARM va desenvolupar el Cortex-A77 per funcionar en una combinació 4+4 big.LITTLE (4 nuclis potents i 4 senzills d'eficiència energètica). Però, donada l'augment de l'àrea de la nova arquitectura, molts fabricants, per tal d'estalviar diners, poden introduir combinacions 1+3+4 o 2+2+4, que ja es practiquen activament, on només hi haurà un o dos nuclis. ser complet, sense tallar A77.
Font: 3dnews.ru