В конце марта британская компания ARM представила новую ARM-архитектуру DynamIQ, являющуюся наследником big.LITTLE и позволяющую активировать необходимое количество ядер. Новыми ядрами, выполненными на архитектуре DynamIQ, являются Cortex-A75 и Cortex-A55.
Представители ARM сообщили, что производителям чипсетов доступно более чем 3000 конфигураций чипов, отличающихся кэшем L2 и L3, шифрованием, поддержкой NEON. Исходя из этого, станут доступны многочисленные комбинации кластеров, например 4+4, 2+6, 1+7, 1+3 и так далее.
Помимо этого, ARM представила новое графическое ядро Mali-G72, являющееся модернизированной версией Mali-G71, используемого в Kirin 960 и Exynos 8895.
Cortex-A75
Cortex-A75 является наследником Cortex-A73 и обеспечивает прирост производительности в 20%. Стоит заметить, что уровень производительности возрос не за счет повышения энергопотребления, ведь ARM сконцентрировала внимание на улучшении энергоэффективности новых ядер.
Cortex-A55
Cortex-A55 также демонстрирует прирост производительности в сравнении с Cortex-A53, показатели которого в некоторых случаях в два раза уступают новинке. Однако в большинстве случаев прирост производительности составляет те же 20%. Показатели энергоэффективности Cortex-A55 относительно Cortex-A53 улучшились на 15%. Подробнее можно прочитать в этом блоге.
Cortex-A75 и Cortex-A55 разработаны на самой современной архитектуре ARMv8.2-A и несовместимы с Cortex-A73 или Cortex-A53 архитектуры ARMv8-A. К нововведениям ARMv8.2-A стоит отнести усовершенствование модели памяти, обработки данных с плавающей запятой с половинной точностью, а также поддержку RAS и SPE.
Mali-G72
Видеоускоритель Mali-G72 имеет не так много отличий от Mali-G71 как новые ядра от предшественников. В частности, новое ядро имеет прирост производительности в 20% и энергоэффективности – в 25%. Также до 32 возросло количество ядер против 16-20 у Mali-G71.
Новые чипсеты с Cortex-A75, Cortex-A55 и Mali-G72 должны выйти в IV квартале 2017 или в I квартале 2018 года.
Чем так хороши ядра Cortex A73 и когда мы увидим их в смартфонах
Разбираемся в преимуществах новых ядер Cortex A73 и графического процессора Mali-G71 от ARM — что стоит за обещаниями большей мощности и лучшей энергоэффективности
Быстродействие, эффективность, потребляемая мощность и тепловыделение центрального процессора зависит от архитектуры его ядер. В этом вопросе задает моду компания ARM Limited. Ведь именно она является разработчиком класса микропроцессорных ядер ARM.
Самым актуальным сегодня является семейство Cortex A, предназначенное для мобильных устройств с высокими требованиями к производительности. Это ядро используется практически всеми производителями в своих SoC, которые, в свою очередь, являются основой современных мобильных гаджетов.
Исключением немного — собственные разработки Qualcomm (ядра Krait, Kryo), Apple (Swift, Cyclone), Samsung (Mongoose) и еще нескольких компаний.
Одной из последних представленных версий ядер компанией ARM Limited является Cortex A72. Это высокопроизводительное ядро, которое используется в топовых SoC, таких как Kirin 950, 955, Exynos 7650, 7880, Helio X20. А на выставке Computex 2016 компания анонсировала новое ядро — Cortex A73.
Оно построено на базе ARMv8, является 64-разрядным и способно работать на тактовой частоте до 2,8 ГГц. Предусматривается возможность использования в конфигурациях big.LITTLE (будет отводится роль big).
Ожидается, что компании будут производить SoC на основе Cortex-A73, используя нормы техпроцесса 10нм или 14нм/ 16нм. В целом, 10нм Cortex-A73 предлагает экономию потребления энергии на 30% по сравнению с 16nm Cortex-A72, при этом обеспечивая 30%-ий прирост в производительности.
При равном же техпроцессе А73 на 20-30% экономичнее и на 5-15% быстрее, чем А72, в зависимости от задачи.
Достигаются такие улучшения за счет изменений в архитектуре нового ядра.
А именно:
- использование двух модулей загрузки и сохранения в памяти данных, за счет чего процесс декодирования в вычислительном конвейере занимает всего лишь одну стадию против трех в Cortex-A72;
- всего глубина конвейера стала составлять 11 этапов за счет его оптимизации, раньше было 15;
- используется 4-х канальный кэш для инструкций объемом 64Кб, вместо 3-х канального на 48 Кб у предшественника;
- возможность увеличения кэша второго уровня до 8 Мб;
- оптимизирован процесс, и, как следствие, увеличена скорость доступа к памяти;
- более эффективный предсказатель переходов предсказания (переходов), что позволит уменьшить время простоя процессора и оптимально использовать его вычислительные ресурсы;
- метод виртуальной адресации в кэше данных заменен с PIPT (физически индексируемые и тегируемые) на VIPT (виртуально индексируемые, физически тегируемые), который является менее прожорливым и имеет более низкое время задержки.
Это основные изменения, практически все они направленны на уменьшения сложности архитектуры, занимаемой процессором на кристалле площади (Cortex-A73 занимает менее 0.65мм2 на ядро), оптимизации вычислительного конвейера и использования ресурсов.
Cегодня в среднем ценовом сегменте очень популярное решение на 8-и ядрах Cortex-A53 за счет хорошего баланса цены/производительности/энергоэффективности. Это доказывают SoC Helio X10 и P10 от MediaTek, Snapdragon 6-й серии от Qualcomm.
Как утверждают ARM Limited, связка из двух ядер Cortex-A73 и 4-х Cortex-A53 будет работать быстрее, потреблять меньше энергии, а стоить в производстве дешевле, нежели 8-ми ядерный чипсет на базе только A53.
Вместе с Cortex-A73 был представлен и графический процессор Mali-G71 на архитектуре Bifrost, который будет на 50% производительнее и на 20% энергоэффективнее предыдущего продукта компании (Mali-T880).
Отмечается, что SoC на базе Cortex-A73 и графического чипа Mali-G71 готова для использования в решениях виртуальной реальности.
Когда же мы сможет увидеть эти устройства в действии на реальных устройствах? Такие производители, как Hisilicon, Marvell и Mediatek уже заключили договора на получение лицензий нового ядра и графического чипа. Так, что надеемся увидеть новые SoC на базе Cortex-A73 и Mali-G71 до конца года, а первые смартфоны уже в начале следующего.
ARMv9
О тихой эволюции чипсетов ARM Cortex, которая назревала 10 лет с момента появления ARMv8.
Изображение ARM
Тема Cortex не слишком популярна среди обычных пользователей смартфонов. Все, на что они обращают внимание – это личные ощущения, а максимум, что они позволяют себе узнать из дополнительного материала – это просмотр результатов популярных бенчмарков.
Все эти действия, как правило, связаны с принятием решения о приобретении нового смартфона или планшета. Но мы-то с вами не такие, товарищи, мы интересуемся начинкой и ПО наших электронных питомцев.
Да, именно питомцев, так как современный человек все больше времени проводит, эмоционально теребя своего маленького дружка, гладя его по экрану и получая в ответ выплеск эмоций, сопровождающий процесс потребления контента. Действительно, во времена завернутой в газету колбасы другом человека была газета, а теперь это смартфон.
Поэтому чего уж удивляться тому, что смартфоны с каждым годом становятся все лучше, растут их производительность и количество пикселей в экранах, емкость аккумуляторов и цена. В основе всего по-прежнему лежит производительность центрального процессора и видеочипа, модемы и прочие аппаратные устройства.
Каждый год все производители чипсетов представляют новые, еще лучшие, чем раньше, чипсеты, и каждый раз мы слышим, что это очередная «революция». Производитель как-то забывает рассказать, что изменение количества и размера лопастей (ядер) водяной мельницы (чипсета) никакой революцией не является, хотя и дает большую производительность.
Так что же можно считать настоящей революцией, когда мы говорим об ARM-чипах? И первое, что приходит на ум – это перенос типовых и самых востребованных функций из программного кода на аппаратный уровень, когда программист вместо полного описания операции вводит только данные для встроенной инструкции процессора.
Трудозатраты для создания нового приложения сокращаются, а само оно выполняет задачи гораздо быстрее. Количество и актуальность инструкций, поддерживаемых процессором, является той красной чертой, которая отделяет старое поколение от нового и которую с оговорками можно назвать некоей «революцией» или знаковым переходом на новый качественный уровень.
Для примера, после выхода игры Mafia III владельцы ПК на базе процессоров AMD серии Phenom с ужасом наблюдали на своих мониторах черный экран, а затем и вылет игры, несмотря на мощные видеокарты и избыточный объем оперативной памяти. Камнем преткновения стала процессорная инструкция SSE4.2, которая отсутствовала в процессорах прошлого поколения.
Со временем производитель игры добавил необходимый код, но ситуацию это исправило не сильно (видео выше). Из этой ситуации легко делается простой вывод: даже если программист реализует некий программный эмулятор новых аппаратных инструкций для старых чипсетов в софте, то быстро выполнять задачи приложение все равно не сможет.
И подобная ситуация может повториться с нашими смартфонами в 2022 году. Может так случиться, что новые приложения будут работать очень медленно либо вообще откажутся запускаться на вполне еще бодрых бывших флагманах.
Об очередном изменении набора инструкций в мобильных процессорах и поговорим в дальнейшем материале, а поводом, как и всегда, послужили новости от компании ARM.
ARM®v9
Итак, 30 марта 2021 года компания ARM представила новую архитектуру ARMv9, обозначив самые важные факты:
- Архитектура ARMv9 будет лежать в основе следующих 300 млрд чипсетов для флагманов;
- Усовершенствует специализированную обработку данных, основанную на преимуществах экономики, свободы проектирования и доступности универсальных вычислений;
- Обеспечит более высокую производительность, повышенную безопасность и возможности DSP и ML.
В рамках презентации компания выпустила ролик, более подробно рассказывающий о преимуществах новой архитектуры:
Субтитры сделаны «на коленке», так что прошу особо не ругать
Итак, общее направление развития архитектуры ARM понятно – это еще более глубокое внедрение функций ИИ для управления всеми процессами смартфона и дополнительные средства для обеспечения безопасности личных данных, включая быстрое шифрование всех данных.За этими фразами скрываются эталонные чипсеты, которые могут быть подвергнуты модернизации со стороны Qualcomm (Kryo), Samsung (Exynos), Huawei (Kirin) и лидера продаж MediaTek (Helio). Тем не менее, общий принцип распределения ядер и ценовых ролей останется в неизменном виде, сохраняя существующую связку производительных и энергоэффективных ядер. Особняком стоит программа ARM Cortex-X, призванная побороться за пальму первенства с семейством мобильных чипсетов от Apple, с нее и начнем.
Cortex-X2
Как и его предшественник, анонсированный в прошлом году, ядро X2 будет применяться в чипсетах самых бескомпромиссных и дорогих смартфонов. Отличительной особенностью линейки X стало полное равнодушие к энергопотреблению, забытому во имя производительности.
ASUS ROG Phone 5 выглядит и стоит как бескомпромиссный флагман
На примере существующих носителей «тяжелых» ядер Cortex-X1, таких как Samsung Galaxy S21 и S21 Ultra (Exynos 2100), OnePlus 9 и 9 Pro, Xiaomi Mi 11 и Mi 11 Ultra, Asus ROG Phone 5 и Zenfone 8 (Snapdragon 888), мы видим, что наличие самого быстрого ядра позволяет задирать цены до неприличных размеров. За большие деньги пользователь получает свои 120 FPS в современных играх и чувство удовлетворения.
Если говорить о преимуществе ядер Cortex-X2 над X1, то оно наглядно показано на графике выше. При уровне энергопотребления X1 Cortex-X2 показывает прирост производительности не менее 10%, но может «разогнаться» еще сильнее, потребляя электричества больше, чем X1.
Чипсеты с Cortex-X в составе недвусмысленно намекают, что играть лучше всего возле розетки.Разогревая ажиотаж, компания ARM заявила, что существующие технологии позволяют разместить 8 ядер Cortex-X2 в одном чипсете, но такое решение будет пригодно для установки только в ноутбуки с активной системой охлаждения.
В случае смартфонов будет применяться существующая схема 1+3+4, с одним ядром X2, тремя A710 и четырьмя A510.
Cortex-A710
Эти ядра заменят Cortex-A78, а прогресс заключается в приросте на 10% производительности и на 30% энергоэффективности по сравнению с тем же A78, согласно ARM. Прошли те времена, когда любой чипсет с ядрами A70+ называли флагманским, теперь, по мнению маркетологов, он обеспечивает лишь «среднюю» производительность.
Cortex-A510
Эти ядра заменят Cortex-A55, пожалуй, наиболее заслуженную часть современного чипсета, отвечающую за энергоэффективность. И в этой очень важной части чипсета произошли наиболее разительные перемены. Энергоэффективные ядра Cortex-A510 на 35% мощнее и на 20% энергоэффективнее по сравнению с A55.
Я провел некоторые расчеты, и оказалось, что Cortex-A510 производительнее A57, A72 и вплотную подобрался к A73.
Если это действительно так, то не глядя обменял бы свой Huawei P30 Lite New Edition на базе Kirin 710 (Cortex-A73, ближайший сосед — это Qualcomm 636 c ядрами Kryo 260) на смартфон, CPU которого построен на 8 ядрах Cortex-A510, сохранив прежнюю производительность и получив бонусом до 50% энергоэффективности.
Однако помимо процессора в состав мобильных чипсетов входят графические чипы. И кое-что уже известно.
Mali-G710
Новые графические процессоры принято сравнивать с прямыми предшественниками.
В случае G710 это G78, по сравнению с которым рост производительности и энергоэффективности составил 20% по обоим показателям.
На борту Mali-G710 может быть до 16 настраиваемых шейдерных блоков, но на практике в готовом изделии все может измениться. Особенно когда референс переделывают такие зубры, как Samsung или Huawei.
Среди прочего ARM выложила в открытый доступ график, показывающий преимущество новой флагманской графики над предшественниками, когда дело касается обработки текстур в играх. Кажется, появление 4K-текстур в играх для Android OS не за горами.
Mali-G610
Этот графический процессор является урезанным вариантом G710 и отлично подойдет для смартфонов, ориентированных на средне-премиальный сегмент.
В дополнение к этому ARM заявляет о единой лицензии для Mali-G710 и G610, следовательно, партнер, оплативший лицензию на выпуск G710, автоматом получает право на производство G610.
Это кажется справедливым, учитывая разницу между графическими процессорами, выраженную лишь в количестве настраиваемых шейдерных блоков, до 16 в первой модели и до 6 во второй.
Mali-G510 и G310
Младшие графические решения от ARM заменяют Mali-G57 и G31 соответственно.
Прирост производительности есть, и он значим, но главное не это. Теперь даже самое младшее решение, G310, построено на архитектуре Valhall третьего поколения, которая раньше использовалась только в графических процессорах, входящих в чипсеты высокобюджетных смартфонов.
В описании этих графических процессоров компания ARM вольно или невольно приподняла занавес над тайной, которая долгие годы мучила лучшие умы человечества.
Эта тайна в форме вопроса звучит так: «Почему Chromebook и большинство планшетов не оснащаютcя топовыми ARM-чипсетами».
Оказывается, по мнению ARM, эти устройства находятся на одной ступени со смартфонами начального и среднего уровня. Цитата:
В то же время оба графических процессора были разработаны для обеспечения настоящей масштабируемости. Они предлагают широкий выбор конфигураций, необходимых нашим партнерам и экосистеме ARM для создания потребительских устройств следующего поколения. К ним относятся смартфоны начального и среднего уровня, Chromebook и планшеты.
Заключение
Новости от ARM действительно хорошие, они наглядно показывают, что даже в бюджетном сегменте 2022 года производительности смартфонов хватит с избытком, учитывая технические требования современных игр и приложений.
Но вопросы все равно остаются – во всех пресс-релизах ARMv9 указывается полная совместимость с ARMv8, но если вспомнить аховую ситуацию вокруг перехода с ARMv6 на ARMv7 (многие старые приложения отказывались работать на новой архитектуре, а новые приложения отказывались работать на старой), то возникают некоторые сомнения. В любом случае от будущего не убежать, поживем – увидим.
ARM Cortex-A72 чипы для смартфонов, планшетов и прочих устройств официально представлены
Ведущий дизайнер чипов для мобильных (и не только) устройств, британская компания ARM официально представила свою новую архитектуру процессоров, на базе которых будут выполнены наши планшеты и смартфоны в следующем, 2016 году.
Речь идет об архитектуре ARM Cortex-A72, которая обеспечит будущим чипам в 3.5! раза более высокую производительность, чем обеспечивали процессоры с ARM Cortex-A15 ядрами образца позапрошлого, 2014 года.
- Мало того, при такой высокой вычислительной мощности, ARM Cortex-A72 чипы будут иметь заметно более низкое (до 75 процентов) потребление энергии, что позволит смартфонам и планшетам, выполненным на их базе иметь заметно более длительное время автономной работы.
- Как известно, компания ARM не занимается выпуском собственных чипов, а только лишь предоставляет лицензию на их производство сторонним чипмейкерам, таким как Rockchip, MediaTek, Hisilicon, Samsung и им подобным, некоторые из которых уже анонсировали свои планы по выпуску Cortex-A72 процессоров.
- Что же собой будут представлять новые чипы?
Процессоры с ARM Cortex-A72 вычислительными ядрами будут иметь 64-разрядную архитектуру и работать на частотах до 2,5 ГГц. При этом, благодаря поддержке технологии big.LITTLE, можно будет создавать чипы, в которых ARM Cortex-A72 ядра смогут работать в паре (или — попеременно) с менее мощными, но экономичными ARM Cortex-A53 ядрами.
Вместе с новой архитектурой центрального процессора, компания ARM представила и свои новые графические процессоры Mali-T880, которые смогут входить в состав новых Cortex-A72 чипов, и которые смогут обеспечить чуть ли не вдвое (1,8 раза) более высокую производительность в области графики, чем нынешние графические ускорители Mali-T760, потребляя при этом на 40% меньше энергии.
Мало того, Mali-T880 имеет аппаратную поддержку воспроизведения и записи видео формата 4K, кодированного в стандартах HEVC/H.265 при скорости, достигающей 120 кадров в секунду!
ARM представила процессоры и графику смартфонов 2022
ARM анонсировала ядра Cortex ЦП мобильных чипсетов и графику Mali смартфонов и планшетов — прогресс значительный.
ARM анонсировала новые процессоры и графические процессоры. Следует помнить, что компания разрабатывает только технологии. Затем лицензирует их для своих партнеров. Ни девайсов, ни даже чипов не выпускает.
В числе партнеров — MediaTek, Qualcomm или Samsung и Apple. Информация важна, поскольку создает представление о процессорах смартфонов 2022 года.
В числе представленных:
- процессоры Cortex-X2 и Cortex-A710;
- графический процессор Mali-G710.
Это первые чипы на основе свежей архитектуры Armv9.
Не забудьте подписаться на наш Дзен
Как ARM улучшила ядра мобильных процессоров 2022
Cortex-X2 станет преемником Cortex-X1.
Cortex-A710 — новое «большое» ядро. В терминах микропроцессоров «большими» называют высокопроизводительные ядра. На 30% энергоэффективнее и на 10% производительнее Cortex-A78.
Впервые за четыре года представлено новое «маленькое». Cortex-A610 предстоит стать заменой Cortex-A55, которые применяются с 2017 года. Прирост КПД — 20%, а производительность повысилась на 30%. «Маленькие» ядра предназначены для базовых вычислений. Снижают энергопотребление смартфона, когда задача не требует работы процессора на полную мощность.
Теперь остается лишь подождать, когда Qualcomm и другие чипмейкеры представят чипы с новыми ядрами.
Графические процессоры ARM 2022
Графический процессор Mali-G710 ориентирован на флагманские мобильные девайсы. Mali-G510 предназначен для чипсетов среднего класса. Mali-G310 — новая мобильная графика начального уровня.
Сначала ARM предоставит свои разработки партнерам, которые создают чипы. Затем появятся процессоры. И только потом наступит пора оснастить ими телефоны, планшеты и другие устройства. Процесс потребует времени. Похоже, что в 2022 году произойдет резкий скачок энергоэффективности и производительности мобильных девайсов.
Процессор ARM Cortex-A78 и графический процессор Mali-G78 будут работать на флагманских смартфонах 2021 года • 4Dim
Во время мероприятия TechDay 2020 года ARM анонсировала две новые микроархитектуры ЦП — Cortex-A78 и Cortex-X1 для создания флагманской производительности. Наряду с этим, компания также представила новый графический процессор Mali-G78.
Итак, можно предположить, что флагманские смартфоны следующего поколения, которые будут выпущены в 2021 году, будут иметь процессор ARM Cortex-A78 и графический процессор Mali-G78. Для тех, кто не знает, производители чипсетов, такие как Qualcomm, Huawei, Samsung и т. Д., Используют проекты, созданные ARM, для создания собственных SoC, поддерживающих все смартфоны.
ARM говорит, что недавно объявила Cortex-A78 ядро процессора дизайн «безусловно, наш самый эффективный Cortex-A CPU когда-либо созданный для мобильных устройств.» Утверждается, что он предлагает увеличение производительности на 20 процентов по сравнению с прошлогодним дизайном Cortex-A77, при этом он не выходит за рамки 1 Вт.
Новый Cortex-A78 в значительной степени продолжает традиционную философию дизайна Arm, основанную на балансе между производительностью, мощностью и площадью (PPA). ARM имеет репутацию способного обеспечить конкурентоспособную производительность с низким энергопотреблением и небольшими площадями матрицы.
Компания также представила новую специальную программу Cortex-A. Благодаря этому его партнеры могут создавать свои собственные специализированные процессоры Cortex в сочетании с ARM для своих конкретных целей, помимо стандартной Cortex-A78. Первым из этих чипов является ARM Cortex-X1.
ARM Cortex-X1 будет предлагать до 30% максимальной производительности по сравнению с Cortex-A77.
«Пользовательская программа Cortex-X» представляет собой эволюцию программы «Построена на технологии Arm Cortex», которая позволила заказчикам сотрудничать на ранних этапах проектирования новой микроархитектуры и запрашивать настройки для конфигураций, таких как больший ROB, с различной настройкой. prefetchers, или настройки интерфейса для лучшей интеграции.
Помимо новых процессоров, компания также представила пару новых мобильных графических процессоров — Mali-G78 и Mali-G68. В то время как графический процессор G78 предназначен для флагманских смартфонов, G68 предназначен для обеспечения аналогичной производительности по более доступной цене.
Новый Mali-G78 поддерживает 24 ядра по сравнению с 16, и компания обещает, что обеспечит повышение производительности графики до 25% по сравнению с прошлогодней Mali-G77. ARM также анонсировала новый нейронный процессор Ethos-N78 ( NPU), который обещает повысить производительность до 25 процентов по сравнению с Ethos-N77.
Mali-G68 — первый графический процессор компании, ориентированный на рынок «суб-премиум». Он сохраняет FMA, отслеживание зависимостей и улучшения Tiler от G78 и поставляется с асинхронным управлением тактовой частотой верхнего уровня. Однако этот бюджетный GPU масштабируется только от одного до шести ядер.
Процессоры ARMv8: в чем преимущества 64-битной архитектуры?
В 2011 году компания ARM Limited анонсировала новое семейство процессоров под названием ARMv8.
А в 2013 году компания Apple выпустила первый ARMv8-процессор – однокристальную систему А7, которая применяется в iPhone 5S, iPad Air и iPad mini Retina.
Архитектура ARMv8 получила 64-битный набор команд, но это далеко не единственное её преимущество над предшественницей ARMv7. Как устроены и какими бывают 64-битные процессоры ARMv8, читайте в статье.
Об истории архитектуры ARM, специфике деятельности компании ARM Limited и поколениях процессоров ARMv5, ARMv6 и ARMv7 вы можете прочитать в статье «Процессоры ARM: особенности архитектуры, отличия и перспективы».
А про популярные модели ARMv7-чипов производства Qualcomm, NVIDIA, Samsung, Apple, MediaTek и др. подробно рассказано в статьях «Процессоры ARM: производители и модели» и «Процессоры ARM: обновление модельного ряда».
Нововведения ARMv8
Обновленную архитектуру процессоров семейства ARMv8 окрестили именем AArch64. Она получила 64-битный набор инструкций и возможность работать с большим объемом оперативной памяти (4 Гбайт и больше). Само собой, предусмотрена совместимость с 32-битными приложениями (AArch32). Другими важными нововведениями ARMv8 стали:
Boot Device Not Found: Исправить ошибку при включении ПК
— 31 регистр общего назначения, каждый длиной 64 бита, тогда как SP и PC не являются регистрами общего назначения. Чем выше разрядность регистров, тем больше числа можно в них хранить.
А чем больше количество регистров, тем больше данних в них помещается одновременно.
Как результат, за одну инструкцию можно обработать больший объем данних и весь алгоритм выполнится быстрее; — трансляция виртуальных адресов из 48-битного формата работает с помощью механизмов LPAE, позаимствованных у ARMv7; — новый набор инструкций с фиксированной длинной.
Инструкции имеют размер 32 бита и многие совпадают с командами AArch32, хотя условных инструкций стало меньше; — увеличено с 16 до 32 количество 128-битных регистров (совместимы с 64-битными регистрами), доступных сопроцессорам SIMD NEON и VFP, а также добавлены новые криптографические инструкции AES и SHA.
Набор инструкций SIMD NEON ускоряет работу приложений, отвечающих за обработку медиаданных и сигналов. В свою очередь VFP отвечает за малоэнергозатратные вычисления над числами с плавающей запятой; — поддержка вычислений над числами с плавающей запятой двойной точности и стандарта IEEE 754, который является общепринятым форматом представления чисел с плавающей запятой, используемый в программных реализациях арифметических действий.
Что такое архитектура?
Процессор — это основной компонент любого вычислительного устройства, будь то смартфон или компьютер. От его производительности зависит то, насколько быстро будет работать устройство и сколько оно сможет работать от батареи.
Если говорить просто, то архитектура процессора — это набор инструкций, которые могут использоваться при составлении программ и реализованы на аппаратном уровне с помощью определенных сочетаний транзисторов процессора.
Именно они позволяют программам взаимодействовать с аппаратным обеспечением и определяют каким образом будут передаваться данные в память и считываться оттуда.
На данный момент существуют два типа архитектур: CISC (Complex Instruction Set Computing) и RISC (Reduced Instruction Set Computing).
Первая предполагает, что в процессоре будут реализованы инструкции на все случаи жизни, вторая, RISC — ставит перед разработчиками задачу создания процессора с набором минимально необходимых для работы команд. Инструкции RISC имеют меньший размер и более просты.
Референсные ядра ARM Limited
Первыми процессорными ядрами ARMv8, разработанными непосредственно компанией ARM Limited, стали Cortex-A53 и A57.
Ядро A53 является среднеуровневым решением с производительностью 2,3 DMIPS/МГц, что находится примерно по середине между нынешними Cortex-A7 (1,9 DMIPS/МГц) и A9 (2,5 DMIPS/МГц).
Тогда как A57 занимает верхний сегмент, ведь его быстродействие (4,1 DMIPS/МГц) превосходит показатели обеих 32-битных флагманов: Cortex-A15 (3,5 DMIPS/МГц) и А17 (4 DMIPS/МГц).
Помимо лицензирования референсных процессорных ядер компания ARM Limited продает расширенные лицензии, позволяющие чипмейкерам по своему усмотрению модифицировать архитектуру ARM. Такие лицензии есть, к примеру, у Apple, Qualcomm и NVIDIA. Поэтому ничто не мешает производителям процессоров создавать собственные решения на базе ARMv8, существенно отличающиеся от референсных Cortex-A53 и A57.
Программное обеспечение
Проводить сравнение по этому параметру довольно трудно, поскольку оба бренда очень популярны в своих кругах. Устройства, которые основываются на процессорах arm-архитектуры, прекрасно работают с мобильными операционными системами (Android и прочее).
Машины под управлением процессоров от Intel способны работать с платформами наподобие Windows и Linux. К тому же оба семейства микропроцессоров дружат с приложениями, написанными на языке Java.
Разбирая различия архитектур, можно однозначно сказать одно – процессоры ARM главным образом управляют энергопотреблением мобильных устройств. Задача же настольных решений большего всего заключается в обеспечении высокой производительности.
Apple A7
Первым и пока единственным 64-битным ARM-процессором, который уже применяется в смартфонах и планшетах, является Apple A7. Построен он на фирменной архитектуре Apple Cyclone, совместимой с ARMv8. Это вторая разработанная внутри компании процессорная архитектура; первой же была Swift (чипы A6 и A6X, семейство ARMv7).
Процессорных ядер у однокристальной системы A7 только два (частота до 1,4 ГГц), но присутствует графический ускоритель PowerVR G6430 с четырьмя кластерами ядер. Быстродействие чипа A7 в процессорозависимых задачах выросло примерно в полтора раза по сравнению с А6, тогда как в различных графических тестах прирост составляет от двух до трех раз.
Как восстановить Windows, если нет точек восстановления
А вот теоретическую возможность работать с большим объемом оперативной памяти благодаря 64-битной архитектуре процессора A7 устройства под управлением iOS пока не ощущают. У iPhone 5s, iPad Air и iPad mini Retina всего лишь 1 Гбайт оперативки; и вряд ли в новом поколении мобильных устройств Apple объем ОЗУ вырастит больше чем вдвое.
Ядра Cortex
ARM разрабатывает несколько семейств ядер, которые используются для различных задач. К примеру, процессоры, основанные на Cortex-Mx и Cortex-Rx (где “х” — цифра или число, обозначающее точный номер ядра) используются во встраиваемых системах и даже бытовых устройствах, к примеру, роутерах или принтерах.
Cortex
Подробно на них мы останавливаться не будем, ведь нас, в первую очередь, интересует семейство Cortex-Ax — чипы с такими ядрами используются в наиболее производительных устройствах, в том числе смартфонах, планшетах и игровых консолях. ARM постоянно работает над новыми ядрами из линейки Cortex-Ax, но на момент написания этой статьи в смартфонах используются следующие из них:
Qualcomm Snapdragon 410, 610, 615, 808 и 810
Вслед за Apple свои 64-битные ARM-процессоры поспешила анонсировать компания Qualcomm, причем сразу пять моделей. Правда, пока ни одна из них в коммерческих смартфонах или планшетах не применяется. Скорее всего, расцвет эпохи 64-битных Android-устройств состоится в начале 2020 года на выставках CES и MWC.
Однокристальная система Snapdragon 410 (MSM8916) – младшая из анонсированной 64-битной линейки Qualcomm.
Она включает в себя четыре ядра Cortex-A53 с частотой от 1,2 ГГц, графический ускоритель Adreno 306 и, что интереснее всего, навигационный модуль с поддержкой спутниковых сетей GPS, ГЛОНАСС и даже китайской Beidou.
Применять Snapdragon 410 планируют в недорогих смартфонах на базе Android, Windows Phone и Firefox OS.
Те же четыре ядра Cortex-A53, что у 410-того, содержит чип Snapdragon 610 (MSM8936), вот только графика у него улучшенная Adreno 405. Тогда как Snapdragon 615 (MSM8939) схож с 610-тым графикой, но процессорных ядер Cortex-A53 у него вдвое больше – восемь Cortex-A53.
В отличие от 410, 610, 615 моделей, выполненных по 28-нм техпроцессу, чипы Snapdragon 808 (MSM8992) и 810 (MSM8994) будут производиться по передовым 20-нм технологическим нормам. Они оба строятся по схеме big.
LITTLE: два (модель 808) или четыре (810) мощных ядра Cortex-A57 и четыре энергоэффективных Cortex-A53. Графика представлена Adreno 418 и Adreno 430 соответственно.
Кроме того, старший Snapdragon 810 имеет встроенный контроллер оперативной памяти стандарта LPDDR4.
Но главный вопрос: когда именно компания Qualcomm представит собственную процессорную архитектуру на основе ARMv8, как это было со Scorpion и Krait (модифицированные ARMv7)?
www.MobiMS.ru
ARM Процессоры, характеристики ARM-процессоров.
ARM Мали
Архитектура Mali — это семейство графических процессоров, разработанных для смартфонов и сенсорных планшетов ; он разработан компанией ARM для SoC на основе архитектуры ARM и интегрирован по лицензии различными производителями микроэлектроники . Он был разработан ARM Norway (ранее Falanx) в Тронхейме [исх. необходимо] . Архитектуры имеют скандинавские названия (Утгард, Мидгард, Бифрост и Валхалл).
Эти графические процессоры, в частности, можно найти в некоторых SoC Exynos от Samsung , A1X от Allwinner Technology , некоторых SoC WonderMedia от VIA , некоторых SoC Amlogic или Rockchip и, в частности, в некоторых наборах микросхем Novathor от STMicroelectronics, таких как U8500.
Пилоты
OpenGL ES
Проект драйвера Lima был создан в 2011 году для создания бесплатного драйвера, обеспечивающего доступ к поколениям Mali-200 и Mali-400 архитектуры utgard, затем он был заброшен в период с 2012 по 2013 год. С тех пор он снова был активен.июнь 2017 и интегрирован в Mesa с версии 19, а часть DRM — в Linux с версии 5.2.
Проект Panfrost направлен на поддержку версий Midgard (Txxx) и Bifrost (Gxx) этих графических процессоров.
Поскольку он основан на Gallium, некоторые функции рабочего стола OpenGL автоматически переводятся в функции OpenGL ES, позволяя настольным приложениям работать на архитектуре Midgard, чего нельзя сказать о проприетарном драйвере.
Он также интегрирован в стабильные версии Mesa, начиная с версии 19, и часть DRM в Linux, начиная с версии 5.2. Он поддерживает большое количество полных функций OpenGL (не только ES), не достигая OpenGL 3.0 всентябрь 2019.
Однако многие ARM SoC включают в себя графический процессор PowerVR или, реже, другие графические процессоры ( Adreno от Qualcomm , Vivante , Nvidia и VideoCore от Broadcom ), все из которых имеют драйверы для Linux. 3D-драйверы присутствуют в Mesa для Adreno (Freedreno), Vivante (Etnaviv) и VideoCore (vc4 и vc5), а также для nvidia ( New ).
Общий API доступа к графическому процессору MALI, совместимый с бесплатными открытыми исходными кодами EXA / DRI2 (лицензии Apache и MIT ), доступен для Mali 200, 300, 400 и 600 на платформе Linux, но это самая низкая часть доступа к процессору, в зависимости от производителя. остается закрытым.
С другой стороны, драйвер X11 минимален, и альтернативный проект показал, что можно ускорить в среднем в 3 раза производительность 3D-операций и до 10 раз увеличить производительность геометрических 2D-операций, добавив управление определенными компонентами X11. .
OpenGL
Хотя официальный драйвер ARM не поддерживает OpenGL, однако, бесплатные лицензионные драйверы для Linux, Lima и Panfrost поддерживают (см. Раздел OpenGL ES выше).
OpenCL
Комплект разработчика OpenCL , называемый « Mali OpenCL SDK », предоставляется ARM для графических процессоров T600 и выше, он совместим с Linux и Microsoft Windows. Исходники есть, но проприетарная лицензия. Для распространения исходных текстов требуется лицензия ARM.
Загрузка...
