ARM hefur kynnt nýjustu örgjörvahönnun sína, Cortex-A77. Eins og Cortex-A76 frá síðasta ári er þessi kjarni hannaður fyrir háþróuð verkefni í snjallsímum og margs konar tækjum. Þar stefnir verktaki að því að fjölga fjölda leiðbeininga sem framkvæmdar eru á hverja klukku (IPC). Klukkuhraði og orkunotkun héldust um það bil á Cortex-A76 stigi.
Eins og er stefnir ARM að því að auka afköst kjarna sinna fljótt. Samkvæmt áætlunum sínum, frá og með 73 Cortex-A2016 og fram að 2020 Hercules hönnuninni, hyggst fyrirtækið auka örgjörvaafl um 2,5 sinnum. Þegar umskiptin frá 16 nm í 10 nm og síðan í 7 nm gerðu það mögulegt að auka klukkutíðnina og ásamt Cortex-A75 og síðan Cortex-A76 arkitektúrnum, samkvæmt mati ARM, 1,8-föld aukning á afköstum hefur náðst fram til þessa. Nú mun Cortex-A77 kjarninn leyfa, vegna aukningar á IPC, að auka afköst um 20% til viðbótar á sömu klukkutíðni. Það er, 2,5-földun árið 2020 verður alveg raunveruleg.
Þrátt fyrir 20% aukningu á IPC, áætlar ARM að orkunotkun A77 hafi ekki aukist. Málið í þessu tilviki er að A77 flísarsvæðið er um það bil 17% stærra en A76 við sömu vinnslustaðla. Þar af leiðandi mun kostnaður við einstaka kjarna aukast lítillega. Ef við berum saman afrek ARM við leiðtoga iðnaðarins er vert að segja að AMD í Zen 2 náði IPC aukningu upp á 15% miðað við Zen+, en IPC gildi Intel kjarna hefur haldist um það bil það sama í mörg ár.
Framkvæmdarglugginn til að breyta röð skipana (úr-of-order gluggastærð) hefur verið aukinn um 25%, í 160 einingar, sem gerir kjarnanum kleift að auka samhliða útreikninga. Jafnvel Cortex-A76 var með stóran Branch Target Buffer, og Cortex-A77 jók hann um önnur 33%, í 8 KB, sem gerir greinarspáeiningunni kleift að takast á við aukningu á fjölda samhliða leiðbeininga.
Enn áhugaverðari nýjung er algjörlega nýtt 1,5 KB skyndiminni sem geymir makróaðgerðir (MOPs) sem skilað er frá afkóðunareiningunni. Arkitektúr ARM örgjörva afkóðar leiðbeiningar frá notendaforritinu í smærri stóraðgerðir og sundrar þeim síðan í öraðgerðir sem eru sendar til framkvæmdarkjarna. MOP skyndiminni er notað til að draga úr áhrifum útibúa og skolunar sem gleymdist vegna þess að þjóðhagsaðgerðir eru nú geymdar í sérstakri blokk og þurfa ekki endurafkóðun - og eykur þar með heildarafköst kjarna. Í sumum vinnuálagi er nýja blokkin afar gagnleg viðbót við staðlaða kennsluskyndiminni.
Fjórða ALU blokk og annar grein blokk hefur verið bætt við framkvæmd kjarna. Fjórða ALU eykur heildarafköst örgjörva um 1,5 sinnum með því að virkja einlotu leiðbeiningar (eins og ADD og SUB) og ýta og draga heiltöluaðgerðir eins og margföldun. Hinar tvær ALU-einingarnar geta aðeins séð um einfaldar einlotu leiðbeiningar, á meðan síðasta blokkin er hlaðin flóknari stærðfræðiaðgerðum eins og deilingu, margföldun-söfnun o.s.frv. Önnur greinarblokk í framkvæmdarkjarnanum tvöfaldar fjölda samtímis greinarskipta. core getur séð um vinnu, sem er gagnlegt í þeim tilvikum þar sem tvær af skipunum sex sem sendar eru tengjast greinumbreytingum. Innri prófanir hjá ARM hafa sýnt frammistöðuávinninginn af því að nota þessa seinni útibúsblokk.
Aðrar kjarnabreytingar fela í sér að bæta við annarri AES dulkóðunarleiðslu, aukin minnisbandbreidd, endurbætt næstu kynslóðar gagnaforsækningarvél til að bæta orkunýtni á sama tíma og auka DRAM afköst kerfisins, hagræðingu skyndiminni og fleira.
Stærsti ávinningurinn sést í Cortex-A77 í heiltölu- og fljótapunktaaðgerðum. Þetta er studd af innri SPEC viðmiðum ARM, sem sýna frammistöðuhagnað upp á 20% og 35% í heiltölu og flotpunktaaðgerðum, í sömu röð. Endurbætur á minni bandbreidd eru einhvers staðar á bilinu 15-20%. Á heildina litið er hagræðing og breytingar á A77 að meðaltali 20 prósent aukning á afköstum miðað við fyrri kynslóð. Með nýrri tækniviðmiðum eins og 7nm ULV, getum við fengið frekari ávinning í lokaflögum.
ARM þróaði Cortex-A77 til að virka í 4+4 big.LITTLE samsetningu (4 öflugir kjarna og 4 einföld orkusparandi). En í ljósi aukins svæðis nýja arkitektúrsins geta margir framleiðendur, til að spara peninga, kynnt 1+3+4 eða 2+2+4 samsetningar, sem þegar eru virkar stundaðar, þar sem aðeins einn eða tveir kjarna munu vera fullgildur, óskorinn A77.
Heimild: 3dnews.ru