日前, ARM宣布了最新的高端移动设计,即Cortex-A78 CPU和Mali-G78 GPU。
ARM表示,Cortex-A78 CPU的内核设计无疑是ARM为移动设备设计的最高效的Cortex-A CPU。与去年Cortex-A77的设计相比,Cortex-A78的“持续性能”提高了20%,而功率预算却保持在1瓦之内。
ARM表示,这种性能可为对性能要求比较苛刻的5G设备在电池高耗能时提供更高的效率。ARM还表示,新的CPU设计将非常适合具有多个和更大屏幕并计算量巨大的可折叠设备。
Cortex-A78的能耗相比上代降低了50%,面积却缩小了5%,为四核集群节省了大约15%的面积,业内人士表示,这将为额外的GPU、NPU和其他组件腾出了更多的空间。
而在发布Cortex-A78的同时,ARM还推出了一个全新的Cortex-X自定义程序,这些芯片中的第一款是ARM Cortex-X1,ARM称其将提供比Cortex-A77高30%的峰值性能。而且用户可以对这个Cortex-X做修改裁剪。
ARM每年一次架构升级,这是大家意料之中的事情,但是今年ARM在传统的架构升级之外,又搞出来一个Cortex-X,ARM意欲何为呢?
一、 ARM公版架构的变迁
最初ARM算一家电脑公司,后来关注于移动领域。虽然早期苹果与其合作的“牛顿”失败,但是ARM的授权模式获得了TI的青睐,而TI的产品被诺基亚使用。
这样一来,ARM就成为手机行业的标准,在与MIPS的竞争中脱颖而出。
在进入诺基亚6110的时代,ARM的核心已经发展到了ARM6。
之后几年,随着智能手机的出现,ARM开始进入到微软主导的WM手机之中,ARM发展到ARM9的时候,已经有英特尔奔腾处理器的水平。
2007年,iPhone横空出世,iPhone所使用三星处理器,也是ARM公版的ARM11授权。
此后,ARM公版架构的性能开始逐步提升,ARM11,ARM A8,ARM A9。
到了ARM A15的时代,单核心性能已经达到奔腾4的水平了,而发热也上去了。所以ARM开始推行大小核心,有了ARM A7。
之后,ARM是两条路线,大核心,从A57、A72、A75、A76、A77一路进化。
小核心从A53、A55一路进化。
二、 苹果的示范
应该说,ARM公版架构的水平还是很高的。在智能手机初期,高通是不屑于ARM公版架构的,但是几年下来,高通发现自己努力了半天,还不如ARM公版架构做得好,就放弃了。
三星也曾经努力搞自己的架构,但是几年下来,也发现了同样的问题,自己花了很多钱搞的高性能架构,实际性能并不强,而功耗很高,结果三星也放弃了。
华为在鲲鹏上先用ARM公版,几代之后尝试了一下自己搞架构,交给ARM很贵的指令集授权费用,但是出来的成果和ARM公版的A76差不多,效果不明显。华为还在坚持。
只有苹果的ARM架构自研取得了成功,苹果在性能上几乎能够领先ARM公版架构两代。
但是,在最高功耗上,苹果这几年也没有降下来。性能功耗比没有多大领先优势。
不过,苹果的研发方向显示了一个问题,就是大核心的选择问题。
ARM公版的大核心要求持续性能,就是长时间可用的性能,所以功耗限制在2W以内。
而苹果的理解是,大核心是短期性能,用的时间短,可以做到4W-5W。而长时间运行,就用小核心了。
苹果的小核心非常强大,A12的小核心性能就已经接近ARM的A75大核心了。
这让苹果手机一直有性能优势。而ARM也逐渐认识到了自己大核心不强的问题。
三、 ARM的方向,三类核心
从这次ARM发布的情况看,ARM已经开始分三类核心。以前的大核心,高频功耗在2W以内,优势频率在1W以内的,将作为中核心。
这次A78和A77相比进步不大,但是功耗有提升,这就是中核心的概念。
而X系列,将学习苹果,大幅提高复杂性,不再考虑太高的能效比,作为极限大核心使用。
A55的小核心,还是继续做小核心。
这样,在处理大型APP启动高性能的时候,可以激活大核心最高性能,提升表现。而游戏这种用中核心高能效运行,日常小任务待机用小核心节能。
这个思路,其实最早是MTK提出来的,后来高通和海思用区分大核心频率来解决。
ARM算是亡羊补牢了。
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