Arm presenteert Cortex-A78- en Cortex-X1-architectuur voor smartphones

Arm heeft zijn nieuwe microarchitectuur voor smartphone-cpu's en -gpu's gepresenteerd. Cortex-A78 is de opvolger van Cortex-A77 van vorig jaar en presteert 20 procent beter. Cortex-X1 is een nog snellere variant die tot 30 procent beter moet zijn bij piekprestaties.

Volgens Arm geldt de prestatiewinst van 20 procent bij hetzelfde verbruik als bij huidige socs op basis van Cortex-A77-ontwerpen. Fabrikanten kunnen er ook voor kiezen om zuinigere socs te maken die minder verbruiken, maar hetzelfde presteren als de snelste socs van dit moment.

De prestatiewinst zit grotendeels in de hogere kloksnelheid die mogelijk is met de A78-cores. De nieuwe architectuur is ontworpen voor een 5nm-procedé en een optimale klokfrequentie van 3GHz. Bij de huidige A77-cores die op 7nm worden gemaakt, is dat 2,6GHz.

Samen met de Cortex-A78-architectuur presenteert Arm ook de Cortex-X1-variant. Die is in de basis vergelijkbaar, maar is geoptimaliseerd voor de hoogste snelheden en kan uitgerust worden met meer cache. Fabrikanten kunnen X1-cores combineren met A78-cores. Een soc zou bijvoorbeeld drie A78-cores kunnen krijgen en één X1-core. De snelle X1-variant lijkt ook geschikt voor ARM-processors voor laptops, bijvoorbeeld voor een opvolger van Qualcomms Snapdragon 8cx.

Verder presenteert Arm nieuwe gpu's, de Mali-G78 en -G68. Het gaat om de tweede generatie van gpu's gebaseerd op de Valhalla-architectuur, die vorig jaar werd geïntroduceerd. Het is nu mogelijk om tot 24 Mali-G78-cores te combineren, een stuk meer dan het maximum aantal van Mali-G77-cores. Volgens Arm presteren de cores 25 procent beter dan de voorgangers. De G68-variant is bedoeld voor goedkopere socs en gaat tot maximaal 6 cores.

Arm maakt zelf geen socs of processors, maar is de ontwerper van de microarchitectuur die veel fabrikanten gebruiken. Zo gebruiken Qualcomm, Samsung en MediaTek momenteel de Cortex-A77-architectuur in hun snelste socs. Het ligt voor de hand dat de topmodellen van die bedrijven volgend jaar gebruikmaken van de Cortex-A78-cores, mogelijk in combinatie met Cortex-X1-cores.

Socs op basis van de nieuwe ARM-architectuur worden vermoedelijk eind dit jaar aangekondigd. Chipmakers als Qualcomm en Samsung presenteren hun nieuwe socs gebruikelijk een aantal maanden voordat deze daadwerkelijk in smartphones zit. Het is aannemelijk dat veel smartphones die in 2021 uitkomen uitgerust zullen zijn met socs waarin de nieuwe architecturen zijn gebruikt.

Onder andere Hardware Info en AnandTech hebben uitgebreide artikelen gepubliceerd over de nieuwe microarchitecturen van Arm.

Reacties (13)

[Balance]

Hardware.Info

• De basis voor de smartphones van 2021: ARM Cortex-A78/X1 cpu en Mali-G68/G78 gpu preview

AnandTech

• Arm's New Cortex-A78 and Cortex-X1 Microarchitectures: An Efficiency and Performance Divergence
• Arm Announces The Mali-G78: Evolution to 24 Cores

WikiChip

• Arm Unveils the Cortex-A78: When Less Is More
• Arm Cortex-X1: The First From The Cortex-X Custom Program

Hierboven een aantal artikelen die wat dieper gaan. Vooral die van WikiChip kan ik aanraden!

[psychicist]

Ik ga ze zo allemaal doorlezen. Ik vraag me alleen af wanneer SVE2 verwacht kan worden in een toekomstige Cortex Axx core of dat die voorbehouden blijven aan Neoverse Nx cores. Tot nu toe heeft alleen Fujitsu's A64FX ondersteuning voor SVE, maar die is overduidelijk specifiek gericht op HPC toepassingen.

[Jvann]

Het is mij opgevallen dat ARM chipmakers de laatste tijd veel 'prime cores' implementeren. Eén enkele Core binnen de processor die hoger is geklokt (De Snapdragon 865 heeft er bijvoorbeeld één).

Zou dit de reden zijn waarom ARM nu een Cortex-X1 core maakt?

[Jaco69]

Het is mij opgevallen dat ARM chipmakers de laatste tijd veel 'prime cores' implementeren. Eén enkele Core binnen de processor die hoger is geklokt (De Snapdragon 865 heeft er bijvoorbeeld één).

Zou dit de reden zijn waarom ARM nu een Cortex-X1 core maakt?

big.LITTLE doet ARM toch al zolang er multi cores zijn?

[Jvann]

@Jaco69 Dat klopt maar dat is niet precies wat ik bedoelde.

Een processor met big.LITTLE ziet er bijvoorbeeld zo uit:
4x A77 op 2 GHz (Snelle cluster)
4x A55 op 1.5 GHz (Langzame cluster)

De Snapdragon 865 heeft ook big.LITTLE geïmplementeerd, maar heeft nog een extra 'prime core':
1x Kryo 585 Prime (A77) op 2.84 GHz (Prime Core)
3x Kryo 585 Gold (A77) op 2.42 GHz (Snelle cluster)
4x Kryo 585 Silver (A55) op 1.8 GHz (Langzame cluster)

Eigenlijk bestaat de Snapdragon 865 uit drie clusters, niet uit twee. Deze implementatie is redelijk nieuw.

[Reactie gewijzigd door Jvann op 28 juli 2024 01:49]

[kidde]

Volgens mij niet, de Cortex X serie is voor semi-custom.

Bijv. Qualcomm heeft een tijdje volledig zelf hun custom-cores gemaakt (Kryo), daarnaast kant en klaar van de plank cores ingekocht bij ARM; maar ze wilden zich toch een beetje onderscheiden van de concurrentie.

Dus hebben ze de tussenweg gekozen bij de Snapdragon 865: Daarin hebben ze de bestaande ARM Cortex A cores deels aangepast.

Kennelijk willen meer klanten deze tussenweg bewandelen; maar ze hebben niet allemaal de financiële middelen en expertise om een semi-custom te maken. Dus biedt ARM middels het Cortex-X programma nu een mogelijkheid; waarin ARM zelf hieraan meehelpt om dit voor de klant te ontwerpen.

[Jan Onderwater]

Ik denk niet dat deze de SOC van Apple nu van de eerste plaats gaan schuiven, temeer omdat Apple in de herfst met de A14 die 25% tot 35% sneller gaat zijn dan de A13. De voorsprong wordt alleen maar groter.
Maar ben meer benieuwd naar de soc die niet voor telefoons/tablets bedoeld zijn. Met 8 of 16 high performance Cores, bedoeld voor in chrome books en laptops.

[Jaco69]

Ik denk niet dat deze de SOC van Apple nu van de eerste plaats gaan schuiven

Als je het artikel leest zie je "Arm maakt zelf geen socs of processors" staan.
Het gaat om een architectuur.
Apple kan deze als basis voor weer een snellere SOC gebruiken.

[Superstoned]

Het gat wordt, zeker dankzij de X1, nu wel een heel stuk kleiner. Tot nog toe liepen de snapdragon etc makkelijk 2-3 generaties achter, wat echt idioot is - zodat de goedkope apple telefoons sneller waren dan de duurste samsungs....met de x1 is het gat maar 1 generatie, dat is nog steeds flink maar w beter ;-)

Ben vooral benieuwd of de x2 nu het gat kleiner of groter zal maken. Ofwel, de X1 is even snel als de A14, en langzamer dan de A15 waar het mee moet concureren. zal de x2 sneller zijn als de A15 maar langzamer dan de A16?

[Jan Onderwater]

Apple heeft het grote voordeel dat zij geen generische SOC maken, ARM ontwerpen zijn voor een hele range van fabrikanten en telefoons, allerlei variaties van Android. Ze zijn de enige smartphone fabrikant die hun eigen SOC ontwerpt voor hun eigen OS. Hierdoor zijn deze veel optimaler op elkaar afgestemd.
We zullen de komende jaren gaan zien welke strategie de betere is.
Maar goed, ik ben vooral benieuwd naar de SOC waarmee (als dat gerucht waar is) Apple intel’s x86 architectuur gaat vervangen. Een zeer complexe SOC met miljarden transistoren, waar cpu, gpu en neutral processor samen zitten met cache en de rest is mogelijk zeer snel en mooi. Maar draagt ook risico’s. Niet voor niets heeft AMD ervoor gekozen deze koers niet te varen.

[Lisadr]

Met de komst van 5nm-procedé zou ik het zelf fijner vinden als er zuinigere CPUs en GPUs komen voor mobiel.

[psychicist]

Nu heb je dus de keuze tussen meer prestaties met een hoger stroomverbruik bij Cortex X1 of dezelfde prestaties met een lager stroomverbruik bij Cortex A78. Het zou er zelfs toe kunnen leiden dat een Cortex A7x core uiteindelijk de nieuwe kleine core wordt.

Ik ben op zich al tevreden met mijn SBC met lichte Cortex A53 cores en basale 3D graphics. En dat ben ik niet, omdat ze nou zo krachtig, snel en uitgekiend zijn. Maar ze zijn voor mij een soort eerste Opteron uit 2003, die ik overigens nooit gehad heb.

Dus alles draait erop en alles wat ervoor wordt ontwikkeld, zal er over 10 jaar bij wijze van spreken nog op draaien. Zodra ik nieuwere hardware heb, zal ik de oude inzetten voor het draaien van iets als Haiku, wat een stuk lichter is dan de gemiddelde Linuxdistributie.

[fastedje]

Als je in de link in de eerste reactie van anandtech kijkt kan je zien dat de A78 op 5nm bij dezelfde klokgrequentie als een A77 op 7nm 50% van het stroomverbuik heeft. ARM heeft veel tijd gespendeerd om het aantal overbodige transistoren t.o.v. de A77 te reduceren maar tegelijk de prestaties te verbeteren.

Het is aan de fabrikanten van SOCs en telefoons om de keuze te maken tussen lager stroomverbruik of hogere prestaties. Het een sluit het ander natuurlijk niet helemaal uit: een snellere CPU zal bij gelijke workload sneller klaar zijn en eerder ophouden met veel stroom verbruiken maar dit zal bij een 3GHz klok geen 50% besparing opleveren.