ARM, 새로운 강력한 CPU 코어 Cortex-A77 출시

ARM은 최신 프로세서 디자인인 Cortex-A77을 공개했습니다. 작년 Cortex-A76과 마찬가지로 이 코어는 스마트폰 및 다양한 장치의 고급 작업을 위해 설계되었습니다. 여기서 개발자는 IPC(클럭당 실행되는 명령) 수를 늘리는 것을 목표로 합니다. 클럭 속도와 전력 소비는 대략 Cortex-A76 수준으로 유지되었습니다.

현재 ARM은 코어 성능을 빠르게 향상시키는 것을 목표로 하고 있습니다. 계획에 따르면 회사는 73년 Cortex-A2016을 시작으로 2020년 Hercules 디자인까지 CPU 성능을 2,5배 향상시킬 계획입니다. 이미 16nm에서 10nm, 그리고 7nm로의 전환을 통해 클럭 주파수를 높일 수 있었고 ARM 추정에 따르면 Cortex-A75 및 Cortex-A76 아키텍처와 결합하여 성능이 1,8배 증가했습니다. 현재까지 달성되었습니다. 이제 Cortex-A77 코어는 IPC 증가로 인해 동일한 클럭 주파수에서 성능을 20% 더 향상시킬 수 있습니다. 즉, 2,5년에는 2020배 증가가 상당히 현실화됩니다.

ARM은 IPC가 20% 증가했음에도 불구하고 A77의 전력 소모는 증가하지 않은 것으로 추정하고 있다. 이 경우의 절충점은 A77 칩 영역이 동일한 처리 표준에서 A17보다 약 76% 더 크다는 것입니다. 결과적으로 개별 코어 비용이 약간 증가합니다. ARM의 성과를 업계 리더와 비교해 보면 Zen 2의 AMD는 Zen+에 비해 15%의 IPC 증가를 달성한 반면 Intel 코어의 IPC 값은 수년 동안 거의 동일하게 유지되었다고 말할 수 있습니다.

명령 시퀀스(비순차적 창 크기)를 변경하기 위한 실행 창은 25% 증가한 160개 단위로 증가하여 커널이 계산 병렬성을 높일 수 있습니다. Cortex-A76에도 큰 Branch Target Buffer가 있었는데, Cortex-A77에서는 이를 33% 더 늘려 8KB로 늘려 병렬 명령어 수의 증가에 분기 예측 유닛이 효과적으로 대처할 수 있게 되었습니다.

훨씬 더 흥미로운 혁신은 디코딩 모듈에서 반환된 매크로 작업(MOP)을 저장하는 완전히 새로운 1,5KB 캐시입니다. ARM 프로세서 아키텍처는 사용자 애플리케이션의 명령을 더 작은 매크로 연산으로 디코딩한 다음 이를 실행 코어에 전달되는 마이크로 연산으로 나눕니다. MOP 캐시는 이제 매크로 작업이 별도의 블록에 저장되고 다시 디코딩할 필요가 없으므로 누락된 분기 및 플러시의 영향을 줄이는 데 사용됩니다. 이를 통해 전체 코어 처리량이 증가합니다. 일부 워크로드에서는 새 블록이 표준 명령 캐시에 추가되어 매우 유용합니다.

실행 코어에는 네 번째 ALU 블록과 두 번째 분기 블록이 추가되었습니다. 네 번째 ALU는 단일 사이클 명령(예: ADD 및 SUB)과 곱셈과 같은 푸시-풀 정수 연산을 활성화하여 전체 프로세서 처리량을 1,5배 증가시킵니다. 다른 두 ALU는 기본 단일 사이클 명령만 처리할 수 있는 반면 마지막 블록에는 나누기, 곱셈-누산 등과 같은 더 복잡한 수학 연산이 로드됩니다. 실행 코어 내의 두 번째 분기 블록은 동시 분기 전환 수를 두 배로 늘립니다. 코어는 작업을 처리할 수 있는데, 이는 전송된 XNUMX개 명령 중 XNUMX개가 분기 전환과 관련된 경우에 유용합니다. ARM의 내부 테스트에서는 이 두 번째 분기 블록을 사용하면 성능이 향상되는 것으로 나타났습니다.

다른 커널 변경 사항에는 두 번째 AES 암호화 파이프라인 추가, 메모리 대역폭 증가, 향상된 차세대 데이터 프리페치 엔진이 포함되어 전력 효율성을 향상시키는 동시에 시스템 DRAM 처리량, 캐시 최적화 등을 향상시킵니다.

정수 및 부동 소수점 연산에서 Cortex-A77에서 가장 큰 이득이 나타납니다. 이는 정수 및 부동 소수점 연산에서 각각 20% 및 35%의 성능 향상을 보여주는 ARM의 내부 SPEC 벤치마크에서 지원됩니다. 메모리 대역폭 향상은 15~20% 범위입니다. 전반적으로 A77의 최적화 및 변경 사항은 이전 세대에 비해 성능이 평균 20% 향상되었습니다. 7nm ULV와 같은 새로운 기술 표준을 사용하면 최종 칩에서 추가적인 이점을 얻을 수 있습니다.

ARM은 77+4 big.LITTLE 조합(4개의 강력한 코어와 4개의 단순 에너지 효율적인 코어)으로 작동하도록 Cortex-A4을 개발했습니다. 그러나 새로운 아키텍처의 증가된 영역을 고려하여 많은 제조업체에서는 비용을 절약하기 위해 이미 적극적으로 실행되고 있는 1+3+4 또는 2+2+4 조합을 도입할 수 있습니다. 본격적인 무삭제 A77이 되십시오.

출처 : 3dnews.ru