ARM je predstavil svoj najnovejši dizajn procesorja – Cortex-A77. Tako kot lani Cortex-A76 je ta jedro namenjeno visokozmogljivim nalogam v pametnih telefonih in raznovrstnih napravah. V njem se proizvajalec osredotoča na povečanje števila izvršenih ukazov na takt (IPC). Takšne frekvence in poraba energije ostajata približno na ravni Cortex-A76.
Trenutno ARM hitro povečuje zmogljivost svojih jeder. Po načrtih želi podjetje, ki se je začelo s Cortex-A73 leta 2016 in vse do zasnove Hercules leta 2020, povečati moč procesorja za 2,5-krat. Prehod z 16 nm na 10 nm in nato na 7 nm je že omogočil dvig frekvenc, skupaj z arhitekturo Cortex-A75 in nato Cortex-A76 pa je po oceni ARM danes dosežen 1,8-kratni porast zmogljivosti. Sedaj bo jedro Cortex-A77 omogočilo povečati zmogljivost za še 20 % ob isti frekvenci zaradi rasti IPC. To pomeni, da 2,5-kratno povečanje v letu 2020 postaja povsem realno.
Kljub 20-odstotni rasti IPC po ocenah ARM energijska poraba A77 ni narasla. Kompromis v tem primeru je, da je površina kristala A77 približno 17 % večja od A76 pri enakih tehnoloških normah. Kot rezultat se bo cena posameznega jedra nekoliko povečala. Če primerjamo dosežke ARM z vodilnimi v industriji, je treba omeniti, da je AMD v Zen 2 dosegel 15-odstotno povečanje IPC v primerjavi z Zen+, medtem ko vrednost IPC jedr Intel že leta ostaja približno na isti ravni.
Velikost okna izvajanja z reorganizacijo ukazov (out-of-order window size) je povečana za 25 %, do 160 enot, kar omogoča jedru povečanje paralelizma izračunov. Tudi v Cortex-A76 je bila velika predpomnilniška enota za naslavljanje prehodov (Branch Target Buffer), medtem ko je bila v Cortex-A77 povečana še za 33 %, do 8 KB, kar omogoča bloku napovedovanja vejic učinkovito obvladovanje rasti števila paralelnih ukazov.
Še ena zanimivost je popolnoma nov 1,5-KB predpomnilnik, v katerem so shranjene makrooperacije (MOP), vrnjene iz dekodirnega modula. Arhitektura procesorja ARM dekodira navodila iz uporabniške aplikacije v majhne makrooperacije, ki jih nato razdeli na mikrooperacije, ki jih obdeluje izvršilno jedro. Predpomnilnik MOP se uporablja za zmanjšanje vpliva zamujenih preklopov in ponovnih inicializacij, saj so makrooperacije zdaj shranjene v ločenem bloku in ne zahtevajo ponovnega dekodiranja – kar povečuje skupno prepustnost jedra. V nekaterih obremenitvah je novi blok zelo koristen dodatek k standardnemu predpomnilniku navodil.
Izvršilno jedro je dobilo četrti ALU in drugi blok vejic. Četrti ALU poveča skupno prepustnost procesorja za 1,5-krat zaradi možnosti izvajanja enokratnih navodil (kot sta ADD in SUB) ter dvohitrostnih celih operacij, kot je množenje. Dva druga ALU lahko obravnavata le osnovna enokratna navodila, medtem ko se zadnji blok obremenjuje z bolj zapletenimi matematičnimi operacijami, kot so deljenje, množenje s akumulacijo itd. Drugi blok vejic znotraj izvršilnega jedra podvoji število hkratnih preklopov vejic, s katerimi lahko jedro dela, kar je koristno v primerih, ko sta dve od šestih poslanih ukazov povezana z vejicami. Interna testiranja v ARM so pokazala povečanje zmogljivosti z uporabo tega drugega bloka preklopov.
Med drugimi spremembami jedra je dodan drugi cevovod za šifriranje AES, povečana prepustnost pomnilnika, izboljšan mehanizem predizbire podatkov naslednje generacije, ki omogoča povečanje učinkovitosti porabe energije in hkrati povečuje prepustnost sistema DRAM, optimizacija delovanja predpomnilnika in še več.
Največje povečanje je opaziti pri Cortex-A77 pri celostnih operacijah in izračunih s plavajočo vejico. To potrjujejo notranji testi ARM v SPEC, ki so pokazali povečanje zmogljivosti za 20 % in 35 % pri celostnih operacijah ter izračunih s plavajočo vejico. Izboljšave pasovne širine pomnilnika so v razponu med 15 in 20 %. Na splošno optimizacije in spremembe v A77 povprečno prinašajo 20-odstotno povečanje zmogljivosti v primerjavi s prejšnjo generacijo. Z novejšimi tehnološkimi normami, kot je 7 nm ULV, lahko pridobimo dodatne prednosti v končnih čipih.
ARM je zasnoval Cortex-A77 za delovanje v konfiguraciji 4+4 big.LITTLE (4 zmogljiva jedra in 4 enostavna energijsko učinkovita). Vendar pa lahko mnogi proizvajalci, zaradi povečane površine nove arhitekture, v imenu varčevanja uvedejo konfiguracije 1+3+4 ali 2+2+4, ki se že aktivno prakticirajo, kjer bo samo eno ali dve jedri popolnoma funkcionalna, neokrnjena A77.
Izvor: 3dnews.ru
