在最近的臺(tái)北 ComputeX 展會(huì)期間，Arm 展示了下一代 Cortex-A 和 Cortex-X 系列 CPU 內(nèi)核 —— 以及新一代 GPU 設(shè)計(jì)，我們將看到它們從今年下半年到明年間成為產(chǎn)品。昨天的發(fā)布包括旗艦級(jí) Cortex-X4 內(nèi)核、中核 Cortex-A720、小核 Cortex-A520 以及新一代 GPU Immortalis-G720。

Arm 最新的 CPU 內(nèi)核建立在 Armv9 及其之前的整體計(jì)算解決方案 (TCS21/22) 生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上。對(duì)于其 2023 的年度 IP，Arm 正在通過(guò)其 Cortex 內(nèi)核系列推出一波次要的微架構(gòu)改進(jìn)，這些細(xì)微的變化旨在提高效率和性能，同時(shí)完全轉(zhuǎn)向 AArch64 64 位指令集。

除了改進(jìn) CPU 內(nèi)核外，Arm 還使用 DSU-120 對(duì)其 DynamIQ Shared Unit 內(nèi)核復(fù)合塊進(jìn)行了全面升級(jí)。盡管引入的修改很細(xì)節(jié)，但它們?cè)谔岣呓Y(jié)構(gòu)效率方面具有重要意義，同時(shí)進(jìn)一步擴(kuò)展了 Arm 的應(yīng)用范圍，支持單個(gè)塊中多達(dá) 14 個(gè) CPU 內(nèi)核：此舉旨在使 Cortex-A/X 更適合筆記本電腦。

在過(guò)去的幾年里，ARM的big.LITTLE CPU配置一直備受關(guān)注。傳統(tǒng)big.LITTLE配置通常會(huì)有與大核心數(shù)量相同或更多的小核心，以實(shí)現(xiàn)更高的效率和更長(zhǎng)的電池壽命。但是隨著ARM新設(shè)計(jì)的推出，這種情況正在改變。例如，最近推出Cortex-X4、Cortex-A720和Cortex-A520將協(xié)同工作，平衡了性能和效率。而DSU-120則是驅(qū)動(dòng)DynamIQ Shared Unit系統(tǒng)的核心，該系統(tǒng)允許不同的CPU核心共同工作。這些新的設(shè)計(jì)和技術(shù)的推出，為CPU的發(fā)展帶來(lái)了新的可能性，使得設(shè)備可以更好地滿足用戶的需求。

最新架構(gòu)，14個(gè)CPU核心的設(shè)計(jì)！

最新發(fā)布的高功率的Cortex-X4、中檔的Cortex-A720和小型的Cortex-A520，它們將協(xié)同工作，在性能和效率之間取得平衡。ARM還推出了DSU-120，它是驅(qū)動(dòng)DynamIQ Shared Unit系統(tǒng)的核心，該系統(tǒng)允許不同的CPU核心共同工作。

目前高端芯片組通常采用1+3+4或1+4+3的配置。雖然DSU-120支持多達(dá)14個(gè)CPU核心，但智能手機(jī)可能仍然會(huì)保持8個(gè)核心的設(shè)計(jì)。不過(guò)，標(biāo)準(zhǔn)配置可能會(huì)更改為1+5+2。

性能提高了15%

新款Cortex-X4 CPU內(nèi)核將成為繁重單線程任務(wù)的絕佳選擇。該內(nèi)核使用相同功率的情況下比上一代X3提高了15%的性能，并且在功耗上也實(shí)現(xiàn)了高達(dá)40%的降低。盡管為了追求速度而開(kāi)發(fā)，但X4的設(shè)計(jì)也非常出色，可以預(yù)計(jì)其時(shí)鐘速度可達(dá)到3.4GHz，成為ARM有史以來(lái)最快的CPU內(nèi)核。這對(duì)于需要快速處理單線程任務(wù)的用戶來(lái)說(shuō)，將是一項(xiàng)強(qiáng)大的工具。

Cortex-A720比其前身A700內(nèi)核更加注重效率優(yōu)化。它比A715更高效，后者本身比A710更高效。使用五個(gè)A720核心，它們將為多線程工作負(fù)載承擔(dān)大部分重任，并且能夠高效地完成任務(wù)。

最后，Cortex-A520仍然是一個(gè)按順序執(zhí)行的內(nèi)核。它的設(shè)計(jì)是為了讓兩個(gè)內(nèi)核共享執(zhí)行單元，以盡可能少地占用硅片空間。另一個(gè)設(shè)計(jì)目標(biāo)是盡量節(jié)省電力，A520比A510更高效，節(jié)能22％。在高端芯片組中，這些內(nèi)核可能會(huì)專注于后臺(tái)任務(wù)。

采用1+5+2配置的新芯片組，搭載X4、A720和A520內(nèi)核，與當(dāng)前1+3+4的X3、A716和A510 CPU相比，在相同頻率和相同緩存量的情況下（即未考慮新芯片的節(jié)點(diǎn)優(yōu)勢(shì)），在Geekbench 6多線程測(cè)試中可以提供27％的性能提升。

需要注意的是，這些內(nèi)核都不支持舊的32位ARM指令集-運(yùn)行在這些內(nèi)核上的軟件將被優(yōu)化為ARMv9。任何仍需要支持32位的公司都可以使用Cortex-A710內(nèi)核。

ARM還發(fā)布了面向旗艦設(shè)備的第二代Immortalis GPU G720。對(duì)于高端和中端芯片，有新的Mali-G720和Mali-G620。這三個(gè)GPU首次采用了被簡(jiǎn)稱為“第五代”的新架構(gòu)。

圖形圖像處理能力更突出！

這一代最大的變化是延遲頂點(diǎn)著色管道。這種變化減少了內(nèi)存負(fù)載，使得在《原神》中帶寬降低了33％，在《堡壘之夜》中降低了26％，在 Epic Games 開(kāi)發(fā)的演示程序《妖精遺跡》中降低了41％，以此展示虛幻引擎的性能。內(nèi)存負(fù)載的減少也降低了功耗和熱量，GPU可以利用這些空余資源?？傮w而言，第五代架構(gòu)的峰值性能可以提高15％，平均每瓦性能提高15％。

Immortalis-G720改進(jìn)了對(duì)光線追蹤的支持。ARM正在與騰訊游戲和聯(lián)發(fā)科技合作開(kāi)發(fā)智能全局光照（SmartGI）作為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。Immortalis-G720 GPU將具有高達(dá)10個(gè)內(nèi)核，Mali-G720可以配置為6至9個(gè)內(nèi)核，Mali-G620將達(dá)到5個(gè)內(nèi)核，具體取決于芯片組設(shè)計(jì)者的計(jì)劃。

總結(jié)

ARM的新CPU和GPU設(shè)計(jì)預(yù)計(jì)將于今年晚些時(shí)候和2024年初推出。有趣的是，新聞稿中引用了臺(tái)積電和三星的話，還引用了英特爾晶圓廠服務(wù)(Intel Foundry Services)的話，后者表示“英特爾18A領(lǐng)先技術(shù)與ARM最新、最強(qiáng)大的CPU核心Cortex-X4的結(jié)合，將為尋求設(shè)計(jì)下一代創(chuàng)新移動(dòng)SoC的企業(yè)創(chuàng)造機(jī)會(huì)。”晶圓代工領(lǐng)域的第三方參與者可以推動(dòng)創(chuàng)新并降低價(jià)格。

審核編輯：湯梓紅