ARM je predstavio novu moćnu CPU jezgru - Cortex-A77

ARM je predstavio svoj najnoviji dizajn procesora, Cortex-A77. Kao i prošlogodišnji Cortex-A76, ova je jezgra dizajnirana za vrhunske zadatke u pametnim telefonima i velikom broju uređaja. U njemu programer ima za cilj povećati broj instrukcija koje se izvode po taktu (IPC). Radni takt i potrošnja energije ostali su približno na razini Cortex-A76.

ARM je predstavio novu moćnu CPU jezgru - Cortex-A77

Trenutačno ARM ima za cilj brzo povećati performanse svojih jezgri. Prema svojim planovima, počevši od Cortex-A73 iz 2016. pa sve do dizajna Hercules iz 2020., tvrtka namjerava povećati snagu CPU-a za 2,5 puta. Već su prijelazi sa 16 nm na 10 nm i potom na 7 nm omogućili povećanje taktne frekvencije, au kombinaciji s arhitekturom Cortex-A75, a potom i Cortex-A76, prema procjenama ARM-a, povećanje performansi od 1,8 puta. je do danas postignuto. Sada će jezgra Cortex-A77 omogućiti, zbog povećanja IPC-a, povećanje performansi za dodatnih 20% na istoj frekvenciji takta. Odnosno, povećanje od 2,5 puta u 2020. postaje sasvim realno.

ARM je predstavio novu moćnu CPU jezgru - Cortex-A77

Unatoč 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 pri istim standardima obrade. Kao rezultat toga, trošak pojedinačne jezgre malo će se povećati. Usporedimo li ARM-ova postignuća s vodećima u industriji, vrijedi reći da je AMD u Zen 2 postigao povećanje IPC-a od 15% u usporedbi sa Zen+, dok je IPC vrijednost Intelovih jezgri ostala približno ista već dugi niz godina.

ARM je predstavio novu moćnu CPU jezgru - Cortex-A77

Prozor izvršenja za promjenu redoslijeda naredbi (veličina prozora izvan reda) povećan je za 25%, na 160 jedinica, što omogućuje kernelu povećanje paralelizma izračuna. Čak je i Cortex-A76 imao veliki Branch Target Buffer, a Cortex-A77 ga je povećao za dodatnih 33%, na 8 KB, što omogućuje jedinici za predviđanje grananja da se učinkovito nosi s povećanjem broja paralelnih instrukcija.


ARM je predstavio novu moćnu CPU jezgru - Cortex-A77

Još zanimljivija inovacija je potpuno nova predmemorija od 1,5 KB koja pohranjuje makro operacije (MOP) vraćene iz modula za dekodiranje. Arhitektura ARM procesora dekodira upute iz korisničke aplikacije u manje makrooperacije, a zatim ih rastavlja na mikrooperacije koje se prosljeđuju izvršnoj jezgri. MOP predmemorija koristi se za smanjenje utjecaja 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 je radnim opterećenjima novi blok izuzetno koristan dodatak standardnoj predmemorij instrukcija.

ARM je predstavio novu moćnu CPU jezgru - Cortex-A77

ARM je predstavio novu moćnu CPU jezgru - Cortex-A77

Četvrti ALU blok i drugi blok grane dodani su izvršnoj jezgri. Četvrti ALU povećava ukupnu propusnost procesora za 1,5 puta omogućavajući jednociklične instrukcije (kao što su ADD i SUB) i push-pull cjelobrojne operacije kao što je množenje. Druga dva ALU-a mogu rukovati samo osnovnim uputama od jednog ciklusa, dok je zadnji blok napunjen složenijim matematičkim operacijama kao što su dijeljenje, množenje-akumulacija, itd. Drugi blok grananja unutar izvršne jezgre udvostručuje broj istodobnih prijelaza grananja core može podnijeti posao, što je korisno u slučajevima kada se dvije od šest poslanih naredbi odnose na prijelaze grana. Interno testiranje u ARM-u pokazalo je prednosti izvedbe od korištenja ovog drugog bloka grane.

ARM je predstavio novu moćnu CPU jezgru - Cortex-A77

ARM je predstavio novu moćnu CPU jezgru - Cortex-A77

Ostale promjene kernela uključuju dodavanje drugog cjevovoda za AES enkripciju, povećanu propusnost memorije, poboljšani mehanizam za prethodno dohvaćanje podataka sljedeće generacije za poboljšanje energetske učinkovitosti uz povećanje propusnosti DRAM-a sustava, optimizacije predmemorije i više.

ARM je predstavio novu moćnu CPU jezgru - Cortex-A77

ARM je predstavio novu moćnu CPU jezgru - Cortex-A77

Najveći dobici vidljivi su u Cortex-A77 u operacijama s cijelim brojevima i pomičnim zarezom. To je podržano ARM-ovim internim SPEC mjerilima, koja pokazuju povećanje performansi od 20% odnosno 35% u operacijama s cijelim brojevima i operacijama s pomičnim zarezom. Poboljšanja propusnosti memorije su negdje u rasponu od 15-20%. Općenito, optimizacije i promjene na A77 u prosjeku dovode do povećanja performansi od 20 posto u usporedbi s prethodnom generacijom. S novijim tehnološkim normama kao što je 7nm ULV, možemo dobiti dodatne prednosti u konačnim čipovima.

ARM je predstavio novu moćnu CPU jezgru - Cortex-A77

ARM je predstavio novu moćnu CPU jezgru - Cortex-A77

ARM je razvio Cortex-A77 za rad u kombinaciji 4+4 big.LITTLE (4 snažne jezgre i 4 jednostavne energetski učinkovite). No, s obzirom na povećanu površinu nove arhitekture, mnogi proizvođači, radi uštede, mogu uvesti 1+3+4 ili 2+2+4 kombinacije, koje se već aktivno prakticiraju, gdje će samo jedna ili dvije jezgre biti punopravan, neobrezan A77.

ARM je predstavio novu moćnu CPU jezgru - Cortex-A77



Izvor: 3dnews.ru

Dodajte komentar