Садржај
Упоредо са својим новим графичким процесором Мали-Г77 и процесором приказа на екрану Мали-Д77, Арм је представио свој последњи дизајн високих перформанси ЦПУ-а - Цортек-А77. Као и код прошлогодишњег Цортек-А76, Цортек-А77 је дизајниран за врхунске апликације које захтевају руку потписану ниску потрошњу енергије. Све, од паметних телефона до лаптопа и прилично вероватно.
Са Цортек-А77, Арм је циљао максимално повезивање перформанси по циклусу / сату (ИПЦ) које би могао да управља преко Цортек-А76. Фреквенције такта, потрошња електричне енергије и површина сви су дизајнирани тако да остају приближно у истом основном пољу, али ново језгро се може разбити кроз више инструкција одједном. Да би то учинио, Арм је дизајнирао још шире језгро него прошле године и направио је неколико побољшања како би се језгро ЦПУ-а хранило стварима. Али пре него што пређемо на то, завиримо у бројеве прегледа и перформанси на високом нивоу.
Погоди циљеве перформанси
Повратак у августу 2018., Арм је нетипично поделио мапу путања ЦПУ-а до 2020. године. Од дизајна Цортек-А73 до Херцулес-а за 2016., компанија обећава повећање броја рачунарских перформанси за 2,5 пута. Приличан део ове огромне пројекције остварен је великим поменом микроархитектуре са Цортек-А76, већим савременим тактним брзинама, и преласком са 16 на 10 и сада 7нм производњом са 5 нм које следи. Око 1,8к добитака пута већ је постигнуто у прошлој години, а Цортек-А77 пружа приближно 20 процената даљњег побољшања ИПЦ-а. Ово нас упућује на пут до оружје 2,5к циља, иако мобилни уређаји са ограниченим прорачуном снаге и топлотног буџета не очекују да виде све ове добитке.
За поређење, прошлогодишњи Цортек-А76 је пружио раст од 30-35 процената у односу на Цортек-А75. Ове године гледамо пригушени, али још увек значајан, 20-постотни ИПЦ добитак између А77 и А76. Ово је добра вест, јер значи веће перформансе, истовремено се придржавајући сличних топлотних и енергетских ограничења као и раније. Компензација је што је А77 за око 17 процената већи од А76, па ће коштати мало више у односу на површину силицијума. Ако желите поређење са лидерима на радној површини, АМД је успео да за 15% повећа ИПЦ између Зен2 и Зен +, док Интелов ИПЦ годинама остаје практично статичан.Овде наравно говоримо о различитим тржишним сегментима, али ово показује како је Арм-ов дизајнерски тим ЦПУ-а постигао импресивне добитке у последњим генерацијама.
Побољшање перформанси од 20% је у понуди за наредне генерације Сотек-ова заснованих на Цортек-А77
Овде је важно да је А76 обележио велики микроархитектонски помак са огромним повећањем перформанси, док смо се вратили на побољшања нивоа оптимизације са А77. Ако се тако избегне, завиримо у оно што је ново у Арм Цортек-А77.
Цортек-А77 гради на микроархитектури А76
Кључ за разумевање разлике између Цортек-А77 и А76 је да схватите шта значи "шири" дизајн језгре. У суштини, говоримо о могућности извршавања више упутстава за сваки циклус сата, што повећава пропусност језгра. Два су важна дела за постизање овог права - повећање броја извршних јединица које врше обраду и осигуравање да се те јединице добро хране подацима. Започнимо са последњим делом и фокусирајмо се на делове слања, кеширања и предиктора вектора СоЦ-а.
Цортек-А77 види 50-постотно појачање за отпрему ширине, до шест упутстава по циклусу од четири са А76. То значи да се више упутстава упућује на језгро извршења за сваки циклус такта за већи потенцијал перформанси. Прозор извршавања изван наруџбине је такође већи, повећавајући се на 160 уноса како би се изложио већи паралелизам. Постоји познати 64К предмеморирање предмеморија, док је цилиндрични граничник гране (БТБ), који садржи адресе за предвиђање грана, 33 одсто већи него раније да би управљао растом паралелно са упутствима. Овдје није ништа необично, ово је у основи шира верзија прошлогодишњег дизајна.
Интригантнији предњи део је потпуно нови МОП цацхе 1.5К, који складишти макро-Опс (МОП) који се уносе назад из декодирајуће јединице. Арм-ова ЦПУ архитектура декодира упутства од корисникове апликације у мање макро-операције и затим даље у микро-операције које језгро извршења разуме. То можете видети на горњем дијаграму у одељку за декодирање. МОП кеш меморија користи се за смањење казнене казне за пропуштене гране и испирање, јер задржите макроотворе, а не да их поново декодујете, и повећава укупну пропусност језгре. Преузимања из МОП-а а не из и-цацхеа заобилазе фазу декодирања, штедећи један циклус. Арм наводи да МОП кеш меморија може достићи 85% или више брзина учитавања у разним радним оптерећењима, што га чини врло корисним додатком стандардном и-цацхе-у.
Преласком на доњи део извршног процесора, имајте у виду додавање четвртог АЛУ-а и друге јединице подружнице. Овај четврти АЛУ повећава општу ширину опсега процесора за 50 процената. Овај додатни АЛУ способан је за основна упутства за један циклус (као што су АДД и СУБ) плус двоцикличне целобројне операције, такво множење. Два друга АЛУ-а могу да раде само са основним упутствима за један циклус, док је последња јединица напуњена напреднијим математичким операцијама попут дељења, множења-акумулирања итд. Друга јединица гране унутар језгре извршења удвостручује број истодобних грана који прескачу језгро може да поднесе, што је корисно у случајевима када су два од шест отпремљених упутстава скокови грана. Ово звучи помало чудно, али интерно тестирање у компанији Арм открило је предности перформанси од усвајања ове друге јединице.
Цортек-А77 нуди побољшани паралелизам и ново преузимања пред-дохваћања кеша
Остали поправци у језгру ЦПУ-а укључују додавање другог АЕС-овог шифрирног цевовода. Цевоводи за складиштење података сада садрже издвојене портове за издвајање како би удвостручили пропусни опсег за меморију. Ови портови су се раније делили са АЛУ-овима, који би понекад могли постати уско грло. Ту је и перфектер података нове генерације за побољшање ефикасности напајања, а истовремено повећава пропусни опсег до ДРАМ система.
Део овог система у Цортек-А77 такође садржи потпуно нови систем „унапред прихваћања система“. Ово побољшава перформансе меморије на основу широког опсега броја језгара ЦПУ-а, капацитета и кашњења предмеморије и конфигурација меморијског подсистема унутар завршних уређаја. Намењени хардвер за разговоре са јединицом за динамичко планирање (ДСУ) као део ДинамИК ЦПУ кластера, који прати употребу дељеног Л3 кеша. Језгро карактерише Динамичка удаљеност и ниво агресивности за смањење употребе кеша у ситуацијама када је ширина опсега Л3 ограничена другим језграма ЦПУ-а. Језгра високих перформанси попут Цортек-А77 вјероватније ће засићити приступ ДСУ меморији, док језгре ниже снаге попут А55 вјероватно неће.
Уклапа све то заједно
Постоји пуно малих промена Цортек-А77 које доводе до значајних разлика у односу на његовог претходника. Укратко, нови МОП кеш меморија А77с у комбинацији са ширим и дужим прозором упутстава помаже да се опуштене АЛУ, гране и меморијске јединице заокупљују стварима које треба обавити. Дизајн напајања Цортек-А76 је проширен како би још више побољшао своју пропусност у односу на А77, не ослањајући се на веће брзине такта.
Највећи појачани перформансе Цортек-А77 стижу у облику математике са целим бројевима и плутајућом тачком. Ово потврђују Армова унутрашња мерила, која показују повећање перформанси од 20 до 35 процената у целом броју СПЕЦ целих бројева и с помичним зарезом. Побољшања пропусне меморије сједе негдје између 15 и 20 посто, опет истичући да највећи добитак долази у облику дробљења броја. Свеукупно, ова побољшања дају А77-у просечно повећање од 20 процената у односу на претходну генерацију. Можда ћемо видети и неке даље, маргиналне добитке као резултат напреднијих 7нм производних процеса касније ове године или почетком 2020. године.
Што се тиче смартфона, Цортек-А77 напајани СоЦ-ови намењени су високим перформансама, водећим производима. Арм потпуно очекује да дизајн електране користи 4 + 4 бит.ЛИТТЛЕ цоре аранжмане. Имајући у виду повећану пропусност и незнатно велико набацивање величине А77, вероватно ћемо видети да дизајнери компаније СоЦ настављају тренд 1 + 3 + 4 или 2 + 2 + 4. Са једном или две снажне велике језгре са већим предмеморијама и вишим сатовима, потпомогнутим са 2 или 3 језгра А77 са мањим димензијама кеша и нижим сатовима како бисте уштедели на енергији и површини. Коначно, Цортек-А77 пише добре ствари за чипове смартфона и растуће тржиште увек повезаних преносних рачунара заснованих на оружју. Пазите на најаве силицијума ове године.
