ARM avalikustas oma uusima protsessori disaini, Cortex-A77. Sarnaselt eelmise aasta Cortex-A76-ga on see tuum mõeldud nutitelefonide ja paljude erinevate seadmete tipptasemel ülesannete jaoks. Selles püüab arendaja suurendada kella kohta (IPC) täidetavate käskude arvu. Kellasagedused ja energiatarve jäid ligikaudu Cortex-A76 tasemele.
Praegu on ARMi eesmärk oma tuumade jõudlust kiiresti suurendada. Oma plaanide kohaselt kavatseb ettevõte alates 73. aasta Cortex-A2016-st ja kuni 2020. aasta Herculese disainini suurendada protsessori võimsust 2,5 korda. Juba üleminekud 16 nm-lt 10 nm-le ja seejärel 7 nm-le võimaldasid tõsta taktsagedust ning kombinatsioonis Cortex-A75 ja seejärel Cortex-A76 arhitektuuriga ARM-i hinnangute kohaselt jõudluse 1,8-kordne tõus. on tänaseks saavutatud. Nüüd võimaldab Cortex-A77 tuum IPC suurenemise tõttu suurendada jõudlust veel 20% sama taktsageduse juures. See tähendab, et 2,5. aasta 2020-kordne kasv muutub üsna reaalseks.
Vaatamata IPC 20% kasvule pole ARM hinnangul A77 voolutarve suurenenud. Kompromiss seisneb antud juhul selles, et A77 kiibi pindala on umbes 17% suurem kui A76 samadel töötlemisstandarditel. Selle tulemusena tõuseb üksiku südamiku maksumus veidi. Kui võrrelda ARM-i saavutusi tööstusharu liidritega, siis tasub öelda, et Zen 2-s saavutas AMD IPC tõusu võrreldes Zen+-ga 15%, samas kui Inteli tuumade IPC väärtus on püsinud umbes sama palju aastaid.
Käskude jada muutmise täitmisaken (orr-order akna suurus) on suurendatud 25%, 160 ühikuni, mis võimaldab kernelil suurendada arvutuste paralleelsust. Isegi Cortex-A76-l oli suur haru sihtpuhver ja Cortex-A77 suurendas seda veel 33%, 8 KB-ni, mis võimaldab haru ennustusüksusel paralleelsete käskude arvu suurenemisega tõhusalt toime tulla.
Veelgi huvitavam uuendus on täiesti uus 1,5 KB vahemälu, mis salvestab dekodeerimismoodulist tagastatud makrooperatsioonid (MOP). ARM-i protsessori arhitektuur dekodeerib kasutajarakenduse juhised väiksemateks makrooperatsioonideks ja jagab need seejärel mikrooperatsioonideks, mis edastatakse täitmistuumale. MOP-vahemälu kasutatakse vahelejäänud harude ja loputuste mõju vähendamiseks, kuna makrotoimingud on nüüd salvestatud eraldi plokis ja need ei vaja uuesti dekodeerimist, suurendades seeläbi üldist tuuma läbilaskevõimet. Mõne töökoormuse puhul on uus plokk äärmiselt kasulik täiendus standardse käskude vahemällu.
Täitmise tuumale on lisatud neljas ALU plokk ja teine haruplokk. Neljas ALU suurendab protsessori üldist läbilaskevõimet 1,5 korda, võimaldades ühetsüklilisi käske (nt ADD ja SUB) ja täisarvulisi push-pull toiminguid, nagu korrutamine. Ülejäänud kaks ALU-d saavad hakkama ainult põhiliste ühetsükliliste käskudega, samas kui viimane plokk on koormatud keerukamate matemaatikatoimingutega, nagu jagamine, korrutamine-akumuleerimine jne. Teine haruplokk täitmistuumas kahekordistab samaaegsete haruüleminekute arvu. core saab tööga hakkama, mis on kasulik juhtudel, kui kuuest saadetud käsust kaks on seotud haru üleminekutega. ARM-i sisetestimine on näidanud selle teise haruploki kasutamisest tulenevaid jõudluse eeliseid.
Muud kerneli muudatused hõlmavad teise AES-i krüpteerimiskonveieri lisamist, suurendatud mälu ribalaiust, täiustatud järgmise põlvkonna andmete eellaadimismootorit, et parandada energiatõhusust, suurendades samal ajal süsteemi DRAM-i läbilaskevõimet, vahemälu optimeerimist ja palju muud.
Suurimat kasvu on Cortex-A77 täisarvude ja ujukomatehte puhul. Seda toetavad ARM-i sisemised SPEC-i võrdlusalused, mis näitavad jõudluse kasvu vastavalt 20% ja 35% täisarvu ja ujukomaoperatsioonides. Mälu ribalaiuse täiustused on kuskil 15-20% vahemikus. Üldiselt suurendavad A77 optimeerimised ja muudatused eelmise põlvkonnaga võrreldes keskmiselt 20 protsenti. Uuemate tehnoloogianormidega, nagu 7 nm ULV, saame lõppkiipide osas täiendavat kasu saada.
ARM arendas Cortex-A77 töötama 4+4 big.LITTLE kombinatsioonis (4 võimsat südamikku ja 4 lihtsat energiasäästlikku). Kuid arvestades uue arhitektuuri suurenenud pindala, võivad paljud tootjad raha säästmiseks kasutusele võtta 1+3+4 või 2+2+4 kombinatsioone, mida juba aktiivselt praktiseeritakse, kus ainult üks või kaks südamikku olema täisväärtuslik, lõikamata A77.
Allikas: 3dnews.ru