Samsung geeft details Exynos-soc met Mongoose-cores vrij

Samsung heeft tijdens de Hot Chips-beurs details vrijgegeven over zijn Exynos 8890-soc. De soc wordt sinds maart in onder meer de Galaxy S7 en S7 Edge gebruikt, maar het Koreaanse bedrijf gaf nog niet eerder inzicht in de micro-architectuur van de soc en de Mongoose-cores daarin.

De componenten in de 8890-soc werden al bij de aankondiging in november vorig jaar bekendgemaakt: de octacore-soc heeft een big.Little-ontwerp met vier Cortex A53-cores en vier krachtiger cores, die als M1- of Mongoose-cores bekend staan. Over die Mongoose-cores heeft Samsung in het bijzijn van The Register op Hot Chips details vrijgegeven, waarbij de micro-architectuur van de v8-cores tot in detail besproken werd. De M1-cores zijn volledig door Samsung zelf ontworpen, in tegenstelling tot eerdere core-ontwerpen die grotendeels door ARM worden gemaakt. Samsung zou Mongoose-cores op basis van de ARM v8-architectuur in drie jaar ontworpen hebben.

De M1-cores hebben een out-of-order-ontwerp waarbij een van de eerste blokken in de pipeline, de branche prediction, een opmerkelijke naamgeving heeft. Die branche prediction moet voorspellen welke instructies na de eerste in een serie zullen volgen, zodat deze alvast klaargezet kunnen worden. Samsung heeft in de Mongoose-cores deze branche prediction van een neuraal net voorzien, zodat het systeem beter kan leren van veelvoorkomende instructie-combinaties. Overigens gebruiken ook AMD en Intel vergelijkbare technieken in hun branche prediction, maar over dit cruciale onderdeel wordt nogal geheimzinnig gedaan.

Na de branch prediction worden instructies in de 64KB grote instructiecache opgeslagen en naar de instruction queue gestuurd. Vervolgens worden de instructies vertaald naar micro-ops door het decode-blok en met vier instructies per kloktik naar de core gestuurd. De M1 ondersteunt volledige out-of-order-verwerking van de instructies, wat betekent dat al aan een nieuwe instructie gewerkt kan worden voor een vorige instructie helemaal klaar is. Zo kan de pipeline optimaal gevuld blijven en gaan er geen klokcycli verloren.

Elke M1-core beschikt over een integer- en een floating point-unit en data van de twee integer- en fp-unit wordt in een 32KB grote datacache opgeslagen. Het daarop volgende L2-cache is 2MB groot en wordt gedeeld door de vier cores van de M1-module. Net als de grote x86-broertjes is er een tlb aanwezig om data snel uit het geheugen op te kunnen halen. Een L3-cache is niet aanwezig: het volgende station is het relatief trage geheugen.

De M1-cores werden ontworpen met Brad Burgess aan het hoofd van het ontwikkelteam. Burgess was eerder verantwoordelijk voor het Bobcat-ontwerp van AMD. Dat was het eerste energiezuinige ontwerp van AMD en toont veel gelijkenissen met de Mongoose-cores. Die laatste zijn echter nog een stuk zuiniger met een maximaal verbruik van 3W per core, waarbij steeds maar één core in het quadcore-ontwerp op de volle snelheid van 2,6GHz mag werken, om de energiebudgetten niet te overschrijden. De M1-module zou volgens Burgess nog sneller kunnen zijn, maar worden beperkt door de tdp. In grote lijnen lijkt het Mongoose-ontwerp sterk op het Cortex A72-ontwerp, maar met name de caches zijn sneller en groter in het M1-ontwerp.

Samsung zou volgens ComputerBase werken aan een refresh van de Exynos 8890, die het nummer 8893 krijgt, enkele kinderziektes van de 8890 moet oplossen en iets sneller zou worden. Bovendien zou het geavanceerde M1-ontwerp, dat sterk aan desktop x86-ontwerpen doet denken, mogelijk ook in een server-chip ingezet gaan worden, zij het met grotere L2-caches en ondersteuning voor vectorberekeningen.

Reacties (10)

[Lampuhkap]

En nu hopen dat dit het de community wat makkelijker maakt voor maken van custom roms

[BarendB]

Dit heeft 0 waarde voor de custom ROM makers. Die moeten gewoon drivers krijgen en die worden niet vrijgegeven. Ik ben sowieso klaar met custom ROMs, ben een tijdje Cyanogenmod maintainer geweest voor de Galaxy note 4 maar alleen al in de camera zit zo veel custom code in hun eigen framework dat het bijna ondoenlijk is om dit na te bouwen voor AOSP, denk aan de nightshot mode bijvoorbeeld. Zoals ik het nu zie: koop gewoon een Exynos als je een samsung wilt, doorgaans de betere cpu en blijf gewoon touchwiz draaien. Wil je AOSP, ga dan voor Nexus.

[Verwijderd]

Ik snap je bericht niet helemaal. Ben je klaar met custom ROMs omdat de fabrikant te dichte software schrijft? Of ben je er klaar mee omdat CM teveel custom code wil laten toepassen? Ikzelf ben namelijk nog behoorlijk tevreden over CM op de OPO. Toegegeven, ik gebruik de nightshot modus nooit, maar ben wel erg benieuwd waarom je dan zat bent van custom ROMs ipv bepaalde fabrikanten.

[wica]

Bij de buren aan de overkant van de plas, hebben ze er over dat er onderdelen van een Neural network inzitten.

http://www.theregister.co.uk/2016/08/22/samsung_m1_core/

[watercoolertje]

Samsung heeft in de Mongoose-cores deze branche prediction van een neuraal net voorzien, zodat het systeem beter kan leren van veelvoorkomende instructie-combinaties.

Hier ook, ookal heb ik geen idee wat het precies inhoud Beetje indepth info was fijn geweest, maar wellicht dat ik het straks onder jouw linkje ook kan vinden.

[Toettoetdaan]

Alleen in de branche prediction unit en waarschijnlijk is vonden ze het gewoon een leuke naam.

Een 'Branche predictor' geeft prioriteit aan een mogelijk te nemen actie op basis van de genomen acties, als hij dat een tijdje doet heb je een grotere kans dat hij goed gokt omdat niet alle acties meer even zwaar mee wegen in zijn afweging.

In de basis is een 'Branche predictor' dus al zelflerend, als je hem nog wat uitbreidt met wat meer inputs dan alleen de geschiedenis en als die inputs elkaars resultaat kunnen beinvloeden, dan mag je het een neural network noemen.

Het is dan ook aannemelijk dat alle goed branch predictors deze naam kunnen dragen

[Prince]

Of in mensentaal: Er wordt een operatie uitgevoerd op een processor en als deze klaar is met uitvoeren moet de proc wachten op een nieuwe instructie. Die tijd gebruikt hij om intelligent te voorspellen wat de volgende instructie zal zijn en voert deze alvast uit. Is het juist, dan moet hij deze niet meer uitvoeren en loopt alles sneller, is het fout, dan is er niets verloren.
Dit is iets wat de grote jongens onder de cpu's ook al enige tijd doen.

[Barryke]

Bij de buren aan de overkant van de plas, hebben ze er over dat er onderdelen van een Neural network inzitten.

Hier staat in een slide ook: "Neural net based predictor".
Een branch predictor is een interne CPU aangelegenheid t.b.v. optimalisatie. Dat ze hier nu een neural network inzetten klinkt best spannend, maar het is geen feature die je kan gebruiken.

[Reactie gewijzigd door Barryke op 23 juli 2024 20:24]

[computerjunky]

Alleen jammer dat er geen woord gezegd word over het stroomverbruik van het cpu deel en het gpu deel en de totale chip onder load en idle.

Toch nog altijd HET belangrijkste aspect van een soc.

[Reactie gewijzigd door computerjunky op 23 juli 2024 20:24]

[watercoolertje]

Toch nog altijd HET belangrijkste aspect van een soc.

Dat mag je vinden, maar veel belangrijker is de efficiëntie
SoC's worden steeds onzuiniger, maar alsnog efficiënter, en imho dus beter.

Maargoed hoewel efficiëntie wel op het programma staat van het congres is het zeker niet de kern/hoofdzaak: http://www.hotchips.org/

En met dat op het oog is de presentatie dan waarschijnlijk ook gehouden