ARM presentou o seu último deseño de procesador, o Cortex-A77. Do mesmo xeito que o Cortex-A76 do ano pasado, este núcleo está deseñado para tarefas de gama alta en teléfonos intelixentes e nunha gran variedade de dispositivos. Nela, o desenvolvedor pretende aumentar o número de instrucións executadas por reloxo (IPC). As velocidades do reloxo e o consumo de enerxía mantivéronse aproximadamente no nivel de Cortex-A76.
Actualmente, ARM pretende aumentar rapidamente o rendemento dos seus núcleos. Segundo os seus plans, a partir do Cortex-A73 de 2016 e ata o deseño Hércules de 2020, a compañía pretende aumentar a potencia da CPU 2,5 veces. Xa as transicións de 16 nm a 10 nm e despois a 7 nm fixeron posible aumentar a frecuencia do reloxo e, en combinación coa arquitectura Cortex-A75 e despois Cortex-A76, segundo as estimacións de ARM, un aumento de 1,8 veces no rendemento. conseguiuse ata a data. Agora o núcleo Cortex-A77 permitirá, debido ao aumento do IPC, aumentar o rendemento noutro 20% coa mesma frecuencia de reloxo. É dicir, un aumento de 2,5 veces en 2020 faise bastante real.
A pesar do aumento do 20% no IPC, ARM estima que o consumo de enerxía do A77 non aumentou. A compensación aquí é que a área do chip A77 é un 17% máis grande que o A76 cos mesmos estándares de proceso. Como resultado, o custo dun núcleo individual aumentará lixeiramente. Se comparamos os logros de ARM cos líderes da industria, vale a pena dicir que AMD no Zen 2 logrou un aumento do IPC do 15% en comparación con Zen+, mentres que o valor IPC dos núcleos de Intel mantívose aproximadamente o mesmo durante moitos anos.
A xanela de execución para cambiar a secuencia de comandos (tamaño da xanela fóra de orde) incrementouse nun 25%, ata 160 unidades, o que permite que o núcleo aumente o paralelismo dos cálculos. Incluso o Cortex-A76 tiña un gran Branch Target Buffer, e o Cortex-A77 aumentouno noutro 33% ata 8 KB, o que permite que a unidade de predición de ramas faga fronte ao aumento do número de instrucións paralelas.
Unha innovación aínda máis interesante é unha caché de 1,5 KB completamente nova que almacena as operacións macro (MOP) devoltas do módulo de decodificación. A arquitectura do procesador ARM decodifica as instrucións da aplicación do usuario en macrooperacións máis pequenas e, a continuación, divídesas en microoperacións que se pasan ao núcleo de execución. A caché MOP utilízase para reducir o impacto das ramas e descargas perdidas porque as operacións macro agora almacénanse nun bloque separado e non requiren descodificación, aumentando así o rendemento global do núcleo. Nalgunhas cargas de traballo, o novo bloque é unha adición moi útil á caché de instrucións estándar.
Engadíronse un cuarto bloque ALU e un segundo bloque de rama ao núcleo de execución. A cuarta ALU aumenta o rendemento global do procesador en 1,5 veces ao habilitar instrucións de ciclo único (como ADD e SUB) e operacións de números enteiros push-pull como a multiplicación. As outras dúas ALU só poden manexar instrucións básicas dun só ciclo, mentres que o último bloque está cargado con operacións matemáticas máis complexas, como división, multiplicación-acumulación, etc. Un segundo bloque de rama dentro do núcleo de execución duplica o número de transicións de rama simultáneas. core pode xestionar o traballo, o que é útil nos casos en que dous dos seis comandos enviados se relacionan con transicións de ramas. As probas internas en ARM mostraron beneficios de rendemento ao usar este segundo bloque de ramas.
Outros cambios no núcleo inclúen a adición dunha segunda canalización de cifrado AES, un maior ancho de banda de memoria, un motor de busca previa de datos de próxima xeración mellorado para mellorar a eficiencia energética ao tempo que aumenta o rendemento da DRAM do sistema, as optimizacións da caché e moito máis.
As maiores ganancias obsérvanse no Cortex-A77 en operacións enteiras e de punto flotante. Isto está apoiado polos benchmarks internos de SPEC de ARM, que mostran ganancias de rendemento do 20% e do 35% en operacións con números enteiros e coma flotante, respectivamente. As melloras do ancho de banda da memoria están nalgún lugar do 15-20 %. En xeral, as optimizacións e os cambios no A77 promedian un aumento do 20 por cento no rendemento en comparación coa xeración anterior. Con normas tecnolóxicas máis recentes como 7nm ULV, podemos obter beneficios adicionais nos chips finais.
ARM desenvolveu o Cortex-A77 para funcionar nunha combinación 4+4 big.LITTLE (4 núcleos potentes e 4 sinxelos de eficiencia enerxética). Pero, dada a maior área da nova arquitectura, moitos fabricantes, para aforrar diñeiro, poden introducir combinacións 1+3+4 ou 2+2+4, que xa se practican activamente, onde só un ou dous núcleos. ser completo e sen cortar A77.
Fonte: 3dnews.ru