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Núcleos ARM Cortex-A77 vs Cortex-A76: ¿Qué ha cambiado?

RM ha presentado oficialmente su microarquitectura de CPU de próxima generación, el Cortex-A77, que definitivamente veremos en la próxima ola de conjuntos de chips de teléfonos inteligentes insignia de Qualcomm (probablemente Snapdragon 865) y Samsung. El Cortex-A77 no es un cambio tan grande como lo fue el Cortex-A76 de los últimos años sobre el Cortex-A75, pero los números de ARM proyectan un sólido 20 a 35 por ciento de mejora del rendimiento.

Lo interesante es que, dado que el nodo de proceso (7 nm) y la frecuencia máxima de reloj (3GHz) siguen siendo los mismos que en Cortex-A76, todas estas mejoras se basan en mejoras inteligentes en la microarquitectura. Es decir, el Cortex A76 es una base sólida para cuando ARM cambie a un proceso de 5 nm más eficiente en energía con su diseño “Hércules” en 2020.

Este año, ARM se ha centrado en ofrecer el mejor PPA (potencia, rendimiento y área) y ofrecer una mejor ejecución de instrucción por reloj que Cortex-A76. Se han realizado varios cambios para lograr estos objetivos. Veamos cuánto ha mejorado Cortex-A77 con respecto al Cortex-A76 del año pasado.

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Cortex-A77 vs Cortex-A76: cambios en la interfaz

El ancho de banda de Branch Predictor se ha incrementado de 32Bytes / Cycle a 64Bytes / Cycles, lo que resulta en un mayor ancho de banda de recuperación. El diseño del predictor de rama se ha cambiado para una mejor predicción y una mayor eficiencia. El búfer de destino de la rama se ha aumentado de 6K (ya lo suficientemente grande) a 8K. En la fase inicial se ha agregado una nueva caché Macro-OP L0 (entradas de 1.5K) para instrucciones decodificadas. Esto debería ayudar a reducir la penalización por errores de predicción y acelerar las cosas. ARM reclama una tasa de aciertos superior al 85% en una carga diversa.

Cortex-A77 vs Cortex-A76: núcleo medio

En el núcleo medio, ARM ha aumentado el ancho del decodificador de 4 a 6 de ancho. Para adaptarse al aumento, el búfer de reorden ahora puede contener 160 entradas (en lugar de 128) o 160 instrucciones para ser procesadas y reordenarlas para una mejor eficiencia. Los cambios en el núcleo medio son similares a los cambios que Qualcomm hizo en Cortex-A76 para sus núcleos Kryo 485 personalizados (Snapdragon 855).

Cortex-A77 vs Cortex-A76: ejecución de back-end

A medida que el front-end y el middle-core obtienen un ancho de banda más amplio, la ejecución del back-end tuvo que incrementarse para manejar la carga de trabajo adicional. Hay un aumento del 50% en la ejecución de enteros. ARM ha agregado una cuarta ALU entera para soportar operaciones de ciclo único y complejas de 2 ciclos. También se ha agregado una segunda tubería de cifrado AES. Las canalizaciones de ejecución y las canalizaciones de punto flotante no ven ningún cambio importante. Todavía hay dos unidades de almacenamiento de carga, pero se han agregado dos puertos de almacenamiento dedicados adicionales a ambos, duplicando así el ancho de banda del problema. ARM también ha trabajado en una mejor gestión de la jerarquía de caché y líneas precargadas para mejorar el rendimiento del sistema.

Cortex-A77 vs Cortex-A66: ¿Qué esperar de los chipsets insignia de próxima generación?

En las plataformas de Benchmark, podemos ver un aumento de alrededor del 20% en el rendimiento y una mejora significativa en el rendimiento de punto flotante, lo que debería ayudar a una mejor navegación web.

Tanto Cortex-A76 como Cortex-A77 consumirán la misma energía para ejecutar la misma carga de trabajo. Pero el mayor rendimiento de Cortex-A77 consumirá más potencia en el uso práctico, por lo que esperamos que su número se limite a 2 en los clústeres de alto rendimiento de los próximos conjuntos de chips.

Dado que Cortex-A77 es compatible con DynamIQ, los fabricantes de conjuntos de chips tendrán más flexibilidad para decidir las configuraciones centrales y una configuración de tres clústeres (similar a la de Snapdragon 855) parece adecuada.

El primer conjunto de conjuntos de chips que utilizan núcleos ARM Cortex-A77 debería llegar a finales de este año. Con el Hi-silicon de Huawei bajo escrutinio, se espera que el primer SoC provenga de Qualcomm.