Az ARM bemutatta legújabb processzorkialakítását, a Cortex-A77-et. A tavalyi Cortex-A76-hoz hasonlóan ezt a magot is az okostelefonokban és a legkülönfélébb eszközökben végzett csúcskategóriás feladatokra tervezték. Ebben a fejlesztő célja, hogy növelje az óránként végrehajtott utasítások számát (IPC). Az órajelek és az energiafogyasztás nagyjából a Cortex-A76 szinten maradt.
Jelenleg az ARM célja, hogy gyorsan növelje magjai teljesítményét. Tervei szerint a 73-os Cortex-A2016-tól és egészen a 2020-as Hercules-tervezésig a cég 2,5-szeresére kívánja növelni a CPU teljesítményét. Már a 16 nm-ről 10 nm-re, majd 7 nm-re történő átmenetek lehetővé tették az órajel frekvenciájának növelését, a Cortex-A75, majd a Cortex-A76 architektúrával kombinálva pedig az ARM becslései szerint 1,8-szoros teljesítménynövekedést. a mai napig sikerült. Most a Cortex-A77 mag lehetővé teszi, hogy az IPC növekedése miatt további 20%-kal növelje a teljesítményt ugyanazon az órajelen. Vagyis 2,5-ban a 2020-szeres növekedés egészen reálissá válik.
Az IPC 20%-os növekedése ellenére az ARM becslései szerint az A77 energiafogyasztása nem nőtt. A kompromisszum ebben az esetben az, hogy az A77 chip területe körülbelül 17%-kal nagyobb, mint az A76 azonos feldolgozási szabványok mellett. Ennek eredményeként az egyes magok költsége kissé megnő. Ha összehasonlítjuk az ARM eredményeit az iparág vezetőivel, akkor érdemes elmondani, hogy az AMD a Zen 2-ben 15%-os IPC-növekedést ért el a Zen+-hoz képest, miközben az Intel magok IPC értéke megközelítőleg változatlan maradt évek óta.
A parancsok sorrendjének megváltoztatására szolgáló végrehajtási ablak (az ablakméreten kívüli méret) 25%-kal 160 egységre nőtt, ami lehetővé teszi a kernel számára, hogy növelje a számítások párhuzamosságát. Még a Cortex-A76 is nagy Branch Target Bufferrel rendelkezett, a Cortex-A77 pedig további 33%-kal, 8 KB-ra növelte azt, ami lehetővé teszi, hogy az elágazás előrejelző egység hatékonyan megbirkózzon a párhuzamos utasítások számának növekedésével.
Még érdekesebb újítás egy teljesen új, 1,5 KB-os gyorsítótár, amely a dekódoló modulból visszaküldött makróműveleteket (MOP) tárolja. Az ARM processzorarchitektúra a felhasználói alkalmazás utasításait kisebb makróműveletekre dekódolja, majd mikroműveletekre bontja, amelyeket a végrehajtási magnak továbbít. A MOP-gyorsítótár a kihagyott elágazások és öblítések hatásának csökkentésére szolgál, mivel a makróműveletek most külön blokkban vannak tárolva, és nem igényelnek újradekódolást – ezáltal növelve a teljes mag átviteli sebességet. Egyes munkaterheléseknél az új blokk rendkívül hasznos kiegészítője a szabványos utasítás-gyorsítótárnak.
Egy negyedik ALU blokk és egy második elágazó blokk került hozzáadásra a végrehajtási maghoz. A negyedik ALU másfélszeresére növeli a processzor teljes átviteli sebességét az egyciklusos utasítások (például ADD és SUB) és a push-pull egész műveletek, például a szorzás engedélyezésével. A másik két ALU csak alapvető egyciklusú utasításokat tud kezelni, míg az utolsó blokk bonyolultabb matematikai műveletekkel van betöltve, mint például osztás, szorzás-felhalmozás stb. A végrehajtási magon belüli második ágblokk megduplázza az egyidejű ágátmenetek számát. A core képes kezelni a munkát, ami olyan esetekben hasznos, amikor a hat küldött parancs közül kettő ágátmenetekre vonatkozik. Az ARM belső tesztelése teljesítmény-előnyöket mutatott a második ágblokk használatából.
A kernel további változásai közé tartozik a második AES titkosítási folyamat hozzáadása, a megnövelt memória sávszélesség, a továbbfejlesztett, következő generációs adat-előletöltő motor az energiahatékonyság növelése érdekében, miközben növeli a rendszer DRAM átviteli sebességét, a gyorsítótár optimalizálása stb.
A legnagyobb növekedés a Cortex-A77-nél látható az egész és a lebegőpontos műveletekben. Ezt támasztják alá az ARM belső SPEC benchmarkjai, amelyek 20%-os, illetve 35%-os teljesítménynövekedést mutatnak az egész és a lebegőpontos műveletekben. A memória sávszélességének javulása valahol a 15-20%-os tartományban van. Összességében az A77 optimalizálása és módosítása átlagosan 20 százalékos teljesítménynövekedést jelent az előző generációhoz képest. Az újabb technológiai normákkal, mint például a 7 nm-es ULV, további előnyökhöz juthatunk a végső chipek terén.
Az ARM úgy fejlesztette ki a Cortex-A77-et, hogy 4+4 big.LITTLE kombinációban működjön (4 erős mag és 4 egyszerű energiatakarékos). De tekintettel az új architektúra megnövekedett területére, sok gyártó pénzmegtakarítás céljából bevezethet 1+3+4 vagy 2+2+4 kombinációt, amelyeket már aktívan gyakorolnak, ahol csak egy vagy két mag legyen teljes értékű, vágatlan A77.
Forrás: 3dnews.ru