C’est à nouveau cette période de l’année, et après le dévoilement le mois dernier des adresses IP des processeurs Neoverse V1 et Neoverse N2 de l’infrastructure d’Arm, il est maintenant temps de couvrir les aspects client et mobile. Cette année, les choses qu’Arm fait bouger un peu plus que d’habitude alors que nous voyons trois nouvelles microarchitectures de nouvelle génération pour mobile et client: le noyau phare Cortex-X2, un nouveau successeur A78 sous la forme du Cortex-A710, et pour la première fois depuis des années, un tout nouveau petit noyau avec le nouveau Cortex-A510. Les trois nouveaux processeurs forment un nouveau trio de conceptions compatibles Armv9 qui visent à marquer un changement architectural / ISA plus important qui survient très rarement dans l’industrie.

Parallèlement aux nouveaux cœurs de processeur, nous assistons également à une nouvelle conception de L3 et de cluster avec le DSU-110, et Arm procède également à une importante mise à niveau de son IP d’interconnexion avec le nouveau réseau maillé CI-700 cohérent de cache et le réseau NI-700. -IPs sur puce.

Les Cortex-X2, A710 et A510 font suite aux X1, A78 et A55 de l’année dernière. Pour les nouveaux Cortex-X2 et A710 en particulier, ce sont des successeurs microarchitecturaux directs de leurs prédécesseurs. Ces parties, tout en répétant les améliorations générationnelles en matière d’IPC et d’efficacité, intègrent également de toutes nouvelles fonctionnalités architecturales sous la forme d’Armv9 et de nouvelles extensions telles que SVE2.

Le Cortex-A510, le nouveau petit cœur d’Arm, est un saut microarchitectural plus important, car il représente une nouvelle conception de processeur vierge de l’équipe de conception de processeurs Cambridge d’Arm. A510 apporte de grandes améliorations IPC tout en continuant à se concentrer sur l’efficacité énergétique et, peut-être le plus intéressant, conserve sa caractéristique microarchitecturale dans l’ordre.

Une famille de processeurs Armv9 – AArch64 uniquement à toutes fins pratiques *

La nouvelle famille de processeurs marque l’un des plus grands sauts architecturaux que nous ayons eu depuis des années, car la société est maintenant en train de baser les trois nouvelles adresses IP de processeur sur Armv9.0. Nous avons largement couvert les détails de la nouvelle architecture Arm à la fin du mois de mars. Les principales caractéristiques du nouvel ISA incluent la nouvelle inscription des fonctionnalités Armv8.2 + facultatives / manquantes antérieures qui n’étaient pas garanties dans les conceptions mobiles et client (principalement en raison des anciens cœurs A55), et l’introduction de nouvelles extensions SVE2 SIMD et vectorielles .

Un grand changement auquel nous nous attendions depuis un certain temps maintenant est que nous assisterons à une dépréciation du mode d’exécution AArch32 32 bits dans les prochains cœurs mobiles Arm Cortex-A. L’horloge tourne pour les applications 32 bits depuis que Google a annoncé en 2019 que le Google Play Store nécessiterait le téléchargement d’applications 64 bits, et la société cessera de servir des applications 32 bits sur des appareils compatibles 64 bits plus tard cet été

Alors qu’Arm déclare que ce changement se produira en 2023, à toutes fins utiles, cela se produit déjà l’année prochaine pour la plupart des utilisateurs du monde entier. Le noyau phare Cortex-X2 et les petits cœurs Cortex-A510 sont des microarchitectures AArch64 uniquement qui ne sont plus capables d’exécuter du code AArch32.

Cela dit, les lecteurs avertis noteront que deux processeurs sur trois ne sont pas Achevée shift, et la raison en est que le Cortex-A710 prend toujours en charge AArch32. Arm affirme que la raison en est principalement de répondre aux besoins du marché mobile chinois, qui ne dispose pas des capacités d’écosystème homogène des marchés mondiaux du Play Store, et que les fournisseurs chinois et leur marché national d’applications ont besoin d’un peu plus de temps pour faciliter la transition vers 64 bits uniquement. Cela signifie que nous aurons un scénario étrange l’année prochaine avec des SoC sur lesquels seuls les cœurs intermédiaires sont capables d’exécuter des applications 32 bits, ces applications étant reléguées aux cœurs A710 du milieu et manquant l’efficacité énergétique des petits cœurs A510. ou les performances des cœurs X2.

Du côté du gros noyau, les nouveaux Cortex-X2 et Cortex-A710 sont les successeurs des Cortex-X1 et Cortex-A78. Les deux modèles sont principalement conçus par l’équipe de conception d’Arm’s Austin et représentent les 4e génération de cette famille de microarchitecture, qui avait débuté avec le Cortex-A76 il y a plusieurs années. Ces cœurs devraient être les derniers de cette famille de microarchitecture avant qu’Arm ne confie les choses à un tout nouveau design avec les nouveaux cœurs Sophia de l’année prochaine.

En termes de philosophie de conception, les X2 et A710 gardent généralement les mêmes objectifs globaux que les X1 et A78 avaient définis: la série X continue de se concentrer sur l’amélioration des performances en augmentant les structures microarchitecturales et par Arm étant prêt à faire des compromis sur la puissance dans des limites raisonnables. . Pendant ce temps, l’A710 continue de se concentrer sur l’amélioration des performances et de l’efficacité grâce à une conception plus intelligente et avec un grand accent sur la maximisation de l’équilibre de la puissance, des performances et de la surface (PPA) de l’IP.

Un point que Arm fait valoir dans la diapositive ci-dessus est d’avoir optimisé les chemins critiques et la conception physique pour des opérations à tension soutenue – c’est plus un objectif que l’entreprise vise dans les prochaines générations de cœurs «intermédiaires» plutôt que quelque chose qui se reflète spécifiquement dans le Cortex. -A710.

Cette année, nous voyons enfin un nouveau petit noyau. Nous avions couvert le Cortex-A55 en 2017, et depuis lors, nous n’avons vu aucune mise à jour des petits cœurs d’Arm, au point que cela soit considéré comme une grande faiblesse des dernières générations de SoC mobiles.

Le nouveau Cortex-A510 est une conception propre de l’équipe de conception Arm’s Cambridge, exploitant de nombreuses technologies qui avaient été utilisées dans les cœurs plus grands de la société, mais implémentées dans une nouvelle petite microarchitecture en ordre. Oui, nous parlons toujours d’un noyau en ordre, et Arm considère toujours que c’est le meilleur choix en termes d’extraction de la meilleure efficacité et de «jours d’utilisation» des appareils mobiles.

Même s’il s’agit d’un noyau en ordre, Arm a comparé le fait que le nouveau design est extrêmement similaire à un noyau phare de 2017 – à savoir le Cortex-A73, offrant des capacités IPC et de fréquence très similaires tout en consommant beaucoup moins d’énergie.

Le nouveau design est également livré avec une approche complexe partagée très intéressante et partage les pipelines L2 et FP / SIMD avec un deuxième noyau, une approche de conception qu’Arm appelle «noyau fusionné» et rappellera sans aucun doute aux lecteurs l’approche CMT d’AMD dans les cœurs de bulldozer il y a 10 ans. , même s’il existe des différences assez importantes dans les approches.