ARM Cortex-A76: высокопроизводительное ядро для мобильных устройств и ноутбуков

ARM представила новые мобильные ядра и графические ускорители

ARM презентовала новые ядра Cortex-A78 и Cortex-X1, графические ускорители Mali-G78 и G68, а также нейронный блок Ethos-N78. Все они лягут в основу будущих мобильных процессоров от Qualcomm, MediaTek, Samsung и других компаний, предлагая прирост производительности и поддержку новых технологий.

По заверениям ARM, выполненный по 5-нм техпроцесу Cortex-A78 является самым эффективным ядром Cortex-A из когда-либо созданных для мобильных устройств. В сравнении с Cortex-A77 прирост производительности составляет 20%. Достигается это в том числе благодаря увеличению тактовой частоты до 3,0 ГГц. Кроме того, Cortex-A78 потребляет на 50% меньше энергии в сравнении с Cortex-A77.

ARM также предлагает для своих партнёров новую линейку ядер Cortex-X, позволяющую компаниям создавать собственные уникальные процессоры под конкретные цели. Первым представителем этой линейки стал Cortex-X1, который демонстрирует до 30% большую максимальную производительность, чем Cortex-A77.

Новый нейронный блок Ethos-N78, как уверяет ARM, обеспечивает вдвое большую максимальную производительность в сравнении с предшественником. Он предназначен для обработки задач машинного обучения и искусственного интеллекта. Ethos-N78 будет предлагаться в более чем 90 различных конфигурациях для выполнения специализированных задач.

Помимо ядер Cortex были также представлены новые графические ускорители Mali-G78 и G68, построенные на архитектуре Valhall. Для Mali-G78, поддерживающего до 24 ядер, ARM заявляет о 25%-м приросте мощности в определённых ситуациях по сравнению с Mali-G77. В реальных сценариях использования, таких как игры, скачок производительности достигает 17%, а при выполнении задач машинного обучения — в среднем до 15%. Вместе с тем Mali-G78 потребляет меньше энергии, чем предшественник.

Mali-G68 — видеоускоритель среднего уровня. Он поддерживает только до шести ядер, но вместе с тем более энергоэффективен и занимает меньше места на кристалле.

Все представленные новинки стоит ждать в мобильных устройствах, которые выйдут в следующем году.

Мобильный чип ARM Cortex-A76 посостязается с процессорами Intel на ноутбуках

Cortex-A76 выполнен по техпроцессу 7 нм, работает на частоте 3 ГГц и основан на технологии DynamIQ, позволяющей размещать на одном кристалле различные процессорные ядра

Британская корпорация ARM анонсировала процессорное ядро Cortex-A76, которое реализует 64-разрядную архитектуру набора команд ARMv8.2-A и на ближайшие несколько лет станет самым производительным решением компании. По сравнению с микроархитектурой Cortex-A75, которая является основой для ядер Qualcomm Kryo 385 (Snapdragon 845), новинка обеспечивает рост производительности порядка 35% при одновременном улучшении энергоэффективности на 40%. В ряде задач, например, машинном обучении, производитель заявляет о четырехкратном превосходстве Cortex-A76 над Cortex-A75. Кроме того, благодаря переходу на 7-нм технологический процесс, процессорное ядро сможет работать на частоте 3 ГГц и выше.

В новинке реализована улучшенная концепция DynamIQ big.LITTLE. Производители могут создавать чипы с одним вычислительным кластером, включающим в себя любое количество тех или иных ядер: скажем, можно сформировать конфигурацию из двух мощных ядер Cortex-A76 и шести энергоэффективных ядер Cortex-A55.

ARM подчеркивает четыре основных преимущества Cortex-A76 по сравнению с Cortex-A75. Во-первых, блоки предсказания ветвлений и выборки команд теперь разделены, что должно снизить задержки при высоких нагрузках, также произошли изменения в системе кэширования инструкций. Второе преимущество касается этапа декодирования команд: ядро способно обрабатывать четыре инструкции на такт — больше, чем у предыдущих поколений. Число обрабатываемых микроопераций за такт увеличилось до восьми. В-третьих, ARM указывает более высокую пропускную способность целочисленных и векторных вычислений. Наконец, разработчик выделяет оптимизированную иерархию кэша, что вместе с блоком предварительной выборки 4-го поколения должно существенно увеличить производительность Cortex-A76.

ARM называет несколько ключевых областей применения Cortex-A76. Это портативные компьютеры с продолжительным временем автономной работы (в том числе на базе Windows 10), что означает, что эти процессоры будут конкурировать с чипами Intel. ARM заявляет, что ее новые процессоры демонстрируют постоянный рост производительности выше 20%, тогда как x86-процессоры могут похвастать куда более скромными показателями в каждом следующем поколении. Компания подчеркивает, что именно по этой причине Microsoft заинтересовалась в портировании Windows 10 на ARM.

По мнению ARM, Windows 10-ноутбуки на Cortex-A76 должны работать на одной зарядке до 20 часов. Интересно и то, что согласно данным бенчмарка Specint2006 чипы Cortex-A76 уже вплотную приблизились к чипам Intel. Так, они показывают лишь на 10% меньшую производительность, чем мобильные процессоры Skylake. Это при том, что решения ARM потребляют существенно меньше электроэнергии. Кроме компьютеров чипы на базе Cortex-A76 будут работать на смартфонах и фаблетах следующего поколения, в «умных» устройствах для современного цифрового дома, производительных одноплатных компьютерах и автомобильных системах.

Помимо нового процессорного ядра был также представлен и новый GPU — Mali-G76. Он рассчитан как раз на работу совместно с CPU Cortex-A76.

Ускорители Mali применяются при производстве микропроцессоров для мобильных устройств такими компаниями, как MediaTek, Samsung и HiSillicon. Qualcomm предпочитает собственную архитектуру в чипах Adreno. Вплоть до настоящего момента графические ускорители на базе Mali едва ли были способны дать отпор конкурентам, уступая как в производительности, так и по энергопотреблению. Mali-G72, выпущенный в мае 2017 г., смог несколько исправить ситуацию, но преимущество Qualcomm все равно оставалось очевидным.

В максимальной конфигурации Mali-G76 может содержать 20 ядер. ARM обещает прирост относительно Mali-G72 на 30-65%, но имеется в виду не производительность, а производительность относительно площади GPU. Энергоэффективность была улучшена на 30%, а в задачах машинного обучения производительность выросла в 2,7 раза. Новый GPU поддерживает OpenGL ES 1.1, 2.0, 3.1, 3.2, Vulkan 1.1 и OpenCL 1.1, 1.2, 2.0 Full Profile.

Наконец, новый VPU Mali-V76 будет способен декодировать либо один поток в разрешении UHD 8K с частотой до 60 кадр./с, либо одновременно четыре потока в разрешении 4K с частотой 60 кадр./с. Если же понизить разрешение до стандартного HD, то можно обрабатывать 16 потоков одновременно. Вероятные области применения: системы видеонаблюдения, флагманские мобильные гаджеты, системы мультимедиа для дома.

Когда выйдут первые SoC на Cortex-A76 или Mali-G76, пока неизвестно. Но, скорее всего, ими станут Huawei Kirin 980 и новый высокопроизводительный чип Samsung. Эти системы будут представлены в начале января 2019 г. Вполне возможно, что и преемник Snapdragon 845 будет использовать в качестве основы новые ядра Cortex-A76.

ARM Cortex-A76: высокопроизводительное ядро для мобильных устройств и ноутбуков

Разработчик энергоэффективных процессоров ARM представил своё новейшее решение — высокопроизводительное вычислительное ядро Cortex-A76, которое пропишется в чипах для различных устройств.

Cortex-A76 — это новое флагманское решение ARM. Данное 64-битное изделие полагается на архитектуру Armv8-A (Harvard). При производстве чипов будет применяться 7-нанометровая технология. Тактовая частота может достигать 3 ГГц и более.

В новинке реализована улучшенная концепция DynamIQ big.LITTLE. Производители могут создавать чипы с одним вычислительным кластером, включающим в себя любое количество тех или иных ядер: скажем, можно сформировать конфигурацию из двух мощных ядер Cortex-A76 и шести энергоэффективных ядер Cortex-A55.

ARM утверждает, что новинка по всем ключевым параметрам существенно превосходит предшественника в лице Cortex-A75. К примеру, при сравнении 3-ГГц 7-нанометрового изделия Cortex-A76 и 2,8-ГГц 10-нанометрового решения Cortex-A75 приводятся следующие показатели:

• Производительность увеличена на 35 процентов;
• Энергетическая эффективность повышена на 40 процентов;
• Быстродействие на операциях машинного обучения увеличено до четырёх раз.

ARM выделяет несколько ключевых областей применения Cortex-A76. Это портативные компьютеры с продолжительным временем автономной работы (в том числе на базе Windows 10), смартфоны и фаблеты следующего поколения, «умные» устройства для современного цифрового дома, производительные одноплатные компьютеры, а также автомобильные системы.

Ожидается, что процессоры с вычислительными ядрами Cortex-A76 выйдут на коммерческий рынок в 2019 году. Более подробную информацию о новом изделии можно найти здесь .

Компания Arm представила высокопроизводительное ядро для ноутбуков Cortex-A76, графический процессором Mali-G76, Mali-V76 8K VPU

Процессорное ядро Arm Cortex A75 можно найти только в нескольких SoC и устройствах, но Arm продолжает инновации, и теперь они объявили о выпуске нового IP-пакета с процессором Cortex-A76, обеспечивающим на 35 процентов больше производительности, и графическим процессором Mali-G76 с поддержкой ML, позволяющим увеличить эффективность и производительность на 30%.

SoC, основанная на новых CPU и GPU IP, обеспечит высокую производительность. Компания также объявила о выпуске Arm Mali-V76 VPU с поддержкой декодирования и кодирования видео 8K.

Arm Cortex A76

После Cortex A75, Cortex-A76 CPU является вторым высокопроизводительным процессорным ядром, основанным на технологии DynamIQ. Помимо 35-процентного прироста производительности, уже упомянутого выше, обеспечивается повышение эффективности на 40%, а также 4-кратное повышение производительности вычислений для AI/ML.

Основные характеристики Cortex A76:

• Архитектура — Armv8-A (Harvard) с Armv8.1, Armv8.2, Armv8.3 (только LDAPR), криптография и расширения RAS
• Поддержка ISA — A64; A32 и T32 (только на EL0)
• Микроархитектура
  • Pipeline — в нерабочем состоянии
  • Superscalar
  • Модуль NEON/с плавающей точкой
  • Дополнительный блок криптографии
  • До четырех процессоров в кластере
  • Физическая адресация (PA) — 40-разрядная
• Система памяти и внешние интерфейсы
  • 64KB L1 I-Cache / D-Cache
  • Кэш L2 от 256 КБ до 512 КБ
  • Дополнительная кеш-память L3 от 512 Кб до 4 Мб
  • Поддержка ECC, LPAE
  • Интерфейсы шины — AMBA ACE или CHI
  • Дополнительный ACP
  • Дополнительный периферийный порт

Cortex A76 SoC должен обеспечивать вдвое большую производительность, чем Cortex A73 SoC в ноутбуках, учитывая улучшения в микроархитектуре, более оптимизированному техпроцессу (7 нм против 16 нм) и более высокую частоту процессора (до 3 ГГц). big.LITTLE производительность при одинаковой мощности (5 Вт) также должна быть примерно в два раза лучше.

Некоторые из ключевых микроархитектурных улучшений включают:

• Разделенные блоки прогнозирования ветвлений и выборки команд. Созданное для снижения задержки при высоких нагрузках, ядро Cortex-A76 способно извлекать от 4 до 8 команд за цикл, используя многоуровневую кэш-память целевых команд ветвлений и гибридный предиктор для поддержки максимальной пропускной способности.
• Ядро Arm способно обрабатывать четыре инструкции на такт, увеличивая максимальную нагрузку на цикл. Число обрабатываемых микроопераций за такт можно увеличиваться до восьми.
• Более высокая пропускная способность целочисленных и векторных вычислений. В ядро встроены четырехзадачные модули, в том числе три простых АЛУ и один целочисленный тип данных. Кроме того, Cortex-A76 поддерживает двухзадачные модули 16B (128-разрядные) векторы и модули с плавающей запятой, вдвое превышающие пропускную способность любого предыдущего процессора. Что особенно важно, он может обеспечить улучшенные показатели производительности 4x ML, о которых упоминалось ранее.
• Усовершенствованная система памяти. Оптимизированная иерархия кэша совместно с блоком предварительной выборки 4-го поколения должно существенно увеличить производительность Cortex-A76.

Более подробную информацию вы найдете на странице сообщества Arm Community и странице продукта.

Arm Mali-G76

Помимо 30% -ного улучшения производительности и энергоэффективности, GPU на базе архитектуры Arm Mali-G76 Bifrost также обеспечивает улучшения в 2,7 раза по сравнению с графическим процессором Mali-G72 .

Некоторые из характеристик графического процессора Mali-G76:

• Anti-Aliasing — 4x MSAA, 8x MSAA, 16x MSAA
• Поддержка API — OpenGL ES 1.1, 2.0, 3.1, 3.2, Vulkan 1.1, OpenCL 1.1, 1.2, 2.0 Полный профиль
• Интерфейс шины — AMBA 4, ACE-LITE
• Кэш L2 — от 512 КБ до 4 МБ
• Масштабируемость — от 4 до 20 ядер
• Adaptive Scalable Texture Compression (ASTC) — Low Dynamic Range (LDR) и High Dynamic Range (HDR), поддерживает как 2D, так и 3D изображения.
• Arm Frame Buffer Compressionв (AFBC) — версия 1.2; Размер блока 4 × 4 пикселя

Сравнение Мали-G76 с Мали-G72

GPU будет использоваться в «мобильный устройствах премиум-класса», виртуальной реальности, машинах и автомобильных приложениях.

Для получения дополнительной информации ознакомьтесь с публикацией в блоге и страницей продукта на веб-сайте Arm.

Arm Mali-V76

Mali-V76 — это новейший блок обработки видео (VPU) от Arm с поддержкой декодирования видео 8K с частотой 60 кадров в секунду, а также возможностью формирования видеостен 2 × 2 4K UHD или 4 × 4 1080p HD-видео.

Основные возможности Mali-V76 VPU:

• Многостандартный видеопроцессор
• 10/8-бит HEVC, VP9, ​​VP8, H.264, AVS + / AVS и устаревшие
• Одновременное кодирование и декодирование
• Программируемость/гибкость
• Масштабируемые 2-8 ядер (8K60D / 8K30E)

Никакого упоминания AV1 кодека, поэтому нам, вероятно, придется ждать до 2020, а, возможно, и дольше.

Mali-V76 — это улучшенная версия видеопроцессора Mali-V61 с удвоенной производительностью декодирования, способностью декодировать видео 4K при скорости 120 кадров в секунду, увеличением качества видео на 25%, удвоение интервала латентности шины и дополнительная поддержка 10-битного H.264 кодека и 8-битный AVS + / AVS декодирование.

Вы можете узнать больше на странице продукта Arm и в сообществе Mali-V76 VPU.

По производительности ядра ARM Cortex-A76 догоняют мобильные Intel Skylake

Компания ARM представила новые вычислительные и графические ядра — Cortex-A76, Mali G76 и V76, которые по производительности (речь о ядрах общего назначения) всего на 10 % отстают от мобильных версий процессоров Intel на архитектуре Skylake. Если конкурентов поместить в одинаковые условия в тесные корпуса ноутбуков с ограниченным отводом тепла, то ещё не факт, что решения Intel окажутся более производительными. Разработчики из ARM делают акцент на минимальное потребление, а не на рост производительности, поэтому частотный и разгонный потенциал процессорных архитектур Intel в мобильных платформах не даёт микропроцессорному гиганту каких-то решающих бонусов.

Кстати, дальнейшее снижение технологических норм производства также даёт больше преимуществ компании ARM, чем Intel. По словам представителей ARM, переход с 16-нм техпроцесса на 7-нм увеличил частотный потенциал всего на 2-3 %. Основной эффект оказался в возможности уменьшить площадь кристаллов и в снижении потребления. Для ядер ARM, нацеленных на смартфоны, это выгодные тенденции, а для компании Intel — лишь отчасти. В то же время аналитики считают, что решения на ARM вряд ли захватят какую-то заметную часть рынка у x86-совместимых решений. Платформы на ARM равной с платформами Intel производительности ничуть не дешевле, поэтому не могут быть достаточно привлекательными в глазах массового покупателя. Тем не менее, с новыми ядрами компания ARM и её партнёры сделают попытку оказаться не только в смартфонах, но также в ноутбуках.

реклама

По сравнению с 10-нм ядрами A75 ядра A76 с нормами 7 нм обещают прирост производительности до 35 % или снижение потребления до 40 %. Прирост параметров оказался выше, чем обычно. В прошлом характеристики улучшились в диапазоне 15-25 % за поколение. Так, ядра A75 обеспечивали до 75 % производительности от ядер Intel Broadwell. Новые A76, как сказано выше, в бенчмарке Specint2006 обеспечивают до 90 % производительности от ядер поколения Intel Skylake при сравнении на близких частотах. Речь идёт о частоте свыше 3 ГГц. При этом ядра A76 получили расширенный объём кэш-памяти: до 2 Мбайт L2 и до 4 Мбайт L3. В конфигурации из четырёх ядер A76 и четырёх ядер A55 новые SoC могут оказаться хороши не только в смартфонах, но и в ноутбуках.

ARM Cortex-A76: высокопроизводительное ядро для мобильных устройств и ноутбуков

Разработчик энергоэффективных процессоров ARM представил своё новейшее решение — высокопроизводительное вычислительное ядро Cortex-A76, которое пропишется в чипах для различных устройств.

Cortex-A76 — это новое флагманское решение ARM. Данное 64-битное изделие полагается на архитектуру Armv8-A (Harvard). При производстве чипов будет применяться 7-нанометровая технология. Тактовая частота может достигать 3 ГГц и более.

В новинке реализована улучшенная концепция DynamIQ big.LITTLE. Производители могут создавать чипы с одним вычислительным кластером, включающим в себя любое количество тех или иных ядер: скажем, можно сформировать конфигурацию из двух мощных ядер Cortex-A76 и шести энергоэффективных ядер Cortex-A55.

ARM утверждает, что новинка по всем ключевым параметрам существенно превосходит предшественника в лице Cortex-A75. К примеру, при сравнении 3-ГГц 7-нанометрового изделия Cortex-A76 и 2,8-ГГц 10-нанометрового решения Cortex-A75 приводятся следующие показатели:

• Производительность увеличена на 35 процентов;
• Энергетическая эффективность повышена на 40 процентов;
• Быстродействие на операциях машинного обучения увеличено до четырёх раз.

ARM выделяет несколько ключевых областей применения Cortex-A76. Это портативные компьютеры с продолжительным временем автономной работы (в том числе на базе Windows 10), смартфоны и фаблеты следующего поколения, «умные» устройства для современного цифрового дома, производительные одноплатные компьютеры, а также автомобильные системы.

Ожидается, что процессоры с вычислительными ядрами Cortex-A76 выйдут на коммерческий рынок в 2019 году. Более подробную информацию о новом изделии можно найти здесь.