ARM telah meluncurkan desain prosesor terbarunya, Cortex-A77. Seperti Cortex-A76 tahun lalu, inti ini dirancang untuk tugas-tugas kelas atas di ponsel cerdas dan berbagai macam perangkat. Di dalamnya, pengembang bertujuan untuk meningkatkan jumlah instruksi yang dieksekusi per jam (IPC). Kecepatan clock dan konsumsi daya kira-kira tetap pada level Cortex-A76.
Saat ini, ARM bertujuan untuk meningkatkan kinerja core-nya dengan cepat. Menurut rencananya, mulai dari Cortex-A73 2016 hingga desain Hercules 2020, perusahaan bermaksud meningkatkan daya CPU sebesar 2,5 kali lipat. Transisi dari 16 nm ke 10 nm dan kemudian ke 7 nm telah memungkinkan peningkatan frekuensi clock, dan dalam kombinasi dengan arsitektur Cortex-A75 dan kemudian Cortex-A76, menurut perkiraan ARM, peningkatan kinerja sebesar 1,8 kali lipat telah tercapai hingga saat ini. Sekarang inti Cortex-A77 akan memungkinkan, karena peningkatan IPC, untuk meningkatkan kinerja sebesar 20% lagi pada frekuensi clock yang sama. Artinya, peningkatan 2,5 kali lipat pada tahun 2020 menjadi cukup nyata.
Meski IPC meningkat 20%, ARM memperkirakan konsumsi daya A77 tidak meningkat. Keuntungannya dalam hal ini adalah area chip A77 kira-kira 17% lebih besar dari A76 pada standar pemrosesan yang sama. Akibatnya, biaya satu inti akan sedikit meningkat. Jika kita membandingkan pencapaian ARM dengan para pemimpin industri, patut dikatakan bahwa AMD di Zen 2 mencapai peningkatan IPC sebesar 15% dibandingkan dengan Zen+, sementara nilai IPC inti Intel tetap kurang lebih sama selama bertahun-tahun.
Jendela eksekusi untuk mengubah urutan perintah (ukuran jendela di luar urutan) telah ditingkatkan sebesar 25%, menjadi 160 unit, yang memungkinkan kernel meningkatkan paralelisme perhitungan. Bahkan Cortex-A76 memiliki Branch Target Buffer yang besar, dan Cortex-A77 meningkatkannya sebesar 33% lagi, menjadi 8 KB, yang memungkinkan unit prediksi cabang untuk secara efektif mengatasi peningkatan jumlah instruksi paralel.
Inovasi yang lebih menarik lagi adalah cache 1,5 KB yang benar-benar baru yang menyimpan operasi makro (MOP) yang dikembalikan dari modul decoding. Arsitektur prosesor ARM menerjemahkan instruksi dari aplikasi pengguna menjadi operasi makro yang lebih kecil, dan kemudian memecahnya menjadi operasi mikro yang diteruskan ke inti eksekusi. Cache MOP digunakan untuk mengurangi dampak cabang yang hilang dan flushes karena operasi makro sekarang disimpan dalam blok terpisah dan tidak memerlukan pengodean ulang - sehingga meningkatkan throughput inti secara keseluruhan. Dalam beberapa beban kerja, blok baru merupakan tambahan yang sangat berguna untuk cache instruksi standar.
Blok ALU keempat dan blok cabang kedua telah ditambahkan ke inti eksekusi. ALU keempat meningkatkan throughput prosesor secara keseluruhan sebesar 1,5 kali lipat dengan mengaktifkan instruksi siklus tunggal (seperti ADD dan SUB) dan operasi integer push-pull seperti perkalian. Dua ALU lainnya hanya dapat menangani instruksi siklus tunggal dasar, sedangkan blok terakhir diisi dengan operasi matematika yang lebih kompleks seperti pembagian, akumulasi-perkalian, dll. Blok cabang kedua dalam inti eksekusi menggandakan jumlah transisi cabang secara simultan. inti dapat menangani pekerjaan, yang berguna dalam kasus di mana dua dari enam perintah yang dikirim berhubungan dengan transisi cabang. Pengujian internal di ARM telah menunjukkan manfaat kinerja dari penggunaan blok cabang kedua ini.
Perubahan kernel lainnya termasuk penambahan pipeline enkripsi AES kedua, peningkatan bandwidth memori, mesin prefetch data generasi berikutnya yang ditingkatkan untuk meningkatkan efisiensi daya sekaligus meningkatkan throughput DRAM sistem, optimalisasi cache, dan banyak lagi.
Keuntungan terbesar terlihat pada Cortex-A77 dalam operasi integer dan floating point. Hal ini didukung oleh tolok ukur SPEC internal ARM, yang menunjukkan peningkatan kinerja masing-masing sebesar 20% dan 35% dalam operasi integer dan floating point. Peningkatan bandwidth memori berada pada kisaran 15-20%. Secara keseluruhan, optimalisasi dan perubahan pada A77 rata-rata menghasilkan peningkatan kinerja sebesar 20 persen dibandingkan generasi sebelumnya. Dengan standar teknologi yang lebih baru seperti ULV 7nm, kita bisa mendapatkan manfaat tambahan pada chip akhir.
ARM mengembangkan Cortex-A77 untuk bekerja dalam kombinasi 4+4 big.LITTLE (4 core kuat dan 4 core sederhana yang hemat energi). Namun, mengingat semakin luasnya area arsitektur baru, banyak produsen, untuk menghemat uang, dapat memperkenalkan kombinasi 1+3+4 atau 2+2+4, yang sudah dipraktikkan secara aktif, di mana hanya satu atau dua inti yang akan digunakan. menjadi A77 yang lengkap dan belum dipotong.
Sumber: 3dnews.ru