Arm v9的牙膏擠出來(lái)了，超大核機(jī)器學(xué)習(xí)性能x2，小核4年來(lái)終于更新

夢(mèng)晨 2021-05-26 14:02:13 來(lái)源：量子位

夢(mèng)晨 發(fā)自 凹非寺
量子位 報(bào)道 | 公眾號(hào) QbitAI

Arm v9架構(gòu)，可以說(shuō)是10年以來(lái)最大的升級(jí)。

在上月發(fā)布服務(wù)器端的Neoverse V1與N2平臺(tái)之后，消費(fèi)端的首批CPU終于亮相。

包括Cortex-X2超大核、Cortex-A710大核以及Cortex-A510小核，分別取代X1、A78和A55。

值得一提的是，小核系列上一次更新還是在2017年。

超大核X2和小核A510已經(jīng)完全基于64位指令集，只有A710還兼容32位。

Arm說(shuō)這是專為中國(guó)移動(dòng)端市場(chǎng)保留的，因?yàn)橹挥兄袊?guó)還保留著大量32位的手機(jī)App。

Arm要在2023年前徹底拋棄32位，App開發(fā)商們，再不升級(jí)就要被淘汰了。

大中小核完整方案

去年開始，Arm讓A系列繼續(xù)保持PPA?(性能、功耗、面積)的設(shè)計(jì)理念。

大核A700系列將優(yōu)先用于持續(xù)的主力多核負(fù)載，小核A500系列負(fù)責(zé)效率優(yōu)先的輕型和后臺(tái)任務(wù)。

而超大核X系列被允許在尺寸和功率上繼續(xù)增長(zhǎng)，以達(dá)到更高的單核性能和應(yīng)對(duì)突發(fā)的工作負(fù)載。

下面來(lái)看看這次牙膏到底擠出了多少吧。

超大核X2：機(jī)器學(xué)習(xí)性能翻倍

X2與X1相比，機(jī)器學(xué)習(xí)性能則直接翻倍，在整數(shù)運(yùn)算上性能也提高了16%。

具體的改進(jìn)方面包括：

分支預(yù)測(cè)(Branch Prediction)與提取指令(Fetch)解耦，可有效減少M(fèi)PKI(每千條指令失誤)

調(diào)度階段的指令周期從2個(gè)減少到1個(gè)，從而使總周期從11個(gè)減少到10個(gè)。

Arm表示，盡管這種變化會(huì)增加工程上的難度，以及有增加功耗和面積的代價(jià)，但相比于性能大幅提升來(lái)說(shuō)還是值得的。

ROB(重新排序緩沖區(qū))增加30%，提高亂序執(zhí)行能力。

支持SVE2可伸縮矢量擴(kuò)展，讓開發(fā)人員減少代碼編寫和調(diào)試難度。

除了用于高端手機(jī)外，超大核X系列還將用在筆記本等大屏幕計(jì)算設(shè)備上。

大核A710：效率提升30%、性能10%

A710將繼續(xù)維持性能與效率之間的平衡，有著與X2類似的改進(jìn)分支預(yù)測(cè)、縮減指令周期以及支持SVE2等設(shè)計(jì)。

特別之處在于，將Macro-OP緩存的寬度從A78的6縮減到5，主要是出于功耗、效率方面的考量。

另外還有一些改進(jìn)，使CPU核心、DSU及內(nèi)存之間通訊效率更高。

小核A510：4年來(lái)首次更新，可以合并核心

小核系列將繼續(xù)使用順序執(zhí)行(In-order Execution Flow)，這與蘋果M1的效率核心Icestorm采用的亂序執(zhí)行流程不同，Arm表示這種設(shè)計(jì)是最省電的。

此外最大的改動(dòng)是可以將兩個(gè)核心合并在一起，再進(jìn)一步組成集群。

這樣做可以減少面積，L2緩存、L2 TLB等可以在合并核心中共享。

由于跨越了4年，A510的性能提升與上代A55相比較大，在35%到62%之間。

可配置的集群方式

所有這些CPU都可以通過(guò)全新的DynamIQ共享單元DSU-110以不同的CPU集群配置結(jié)合在一起。

新的DSU-110支持最高16MB的L3緩存，允許多達(dá)8個(gè)Cortex-X2內(nèi)核集群。

這種可配置的集群方法可以滿足從高端智能手機(jī)和筆記本電腦，到數(shù)字電視和可穿戴設(shè)備的不同市場(chǎng)需求。

新的CPU出現(xiàn)在市場(chǎng)上還需要一段時(shí)間，高通等芯片提供商一般在年底發(fā)布新產(chǎn)品。

所以Arm v9架構(gòu)的手機(jī)、筆記本等產(chǎn)品，將會(huì)在2022年能見到。

華為或轉(zhuǎn)投RISC-V

目前，英偉達(dá)與Arm的400億美元收購(gòu)案仍在進(jìn)行，Arm v9架構(gòu)最終能否授權(quán)給華為還未可知。

Arm v9的發(fā)布頁(yè)面文末的合作伙伴中，有小米、OPPO、Vivo等國(guó)產(chǎn)廠商的寄語(yǔ)，其中卻沒有出現(xiàn)華為。

華為方面也在積極尋找替代方案，華為海思最新公布的鴻蒙開發(fā)版Hi3861。

雖然華為沒有明確透露主芯片的型號(hào)，但其開發(fā)環(huán)境要求中需要用到RISC-V相關(guān)工具。

RISC-V是一款完全開源的指令集架構(gòu)，采用寬松的BSD協(xié)議，企業(yè)可免費(fèi)使用，并添加自有指令集拓展而不必開放共享。

參考鏈接：
[1]https://community.arm.com/developer/ip-products/processors/b/processors-ip-blog/posts/first-armv9-cpu-cores
[2]https://www.anandtech.com/show/16693/arm-announces-mobile-armv9-cpu-microarchitectures-cortexx2-cortexa710-cortexa510/6
[3]https://device.harmonyos.com/cn/docs/start/introduce/oem_quickstart_3861_build-0000001054781998