Arm推出新一代高性能CPU内核Cortex-X4以及GPU Immortalis-720 GPU
Arm推出新一代高性能CPU内核Cortex-X4以及GPU Immortalis-720 GPU每年差不多这个时候，智能手机芯片背后的大脑 Arm 都会推出高通、联发科等公司用于下一代SoC的构建模块。在 2023 年 Arm 技术日期间，Arm 推出了一系列涵盖高性能和低功耗用例的新 CPU 内核，以及其第五代 GPU，并提供光线追踪图形支持。下面我们一起看下这些最新的尖端科技。
再见了，32位！最新的 Arm 处理器都是 64 位的，包括小内核。而且不会对这些核心中的任何一个进行 32 位修订。最新的 Arm 内核全部构建在最新的ARMv9.2 架构上，因此使用它们的任何芯片都不能混入旧架构或支持 32 位的内核。这意味着未来所有高端智能手机芯片组和其他领域的 Arm SoC，如笔记本电脑，都将仅支持 64 位。三大新CPU内核过去四年见证了 Arm 对最佳 CPU 性能和效率的不懈追求。它始于 Arm Cortex-X1，这是第一款高性能 Cortex-X CPU。从那时起，使用基于 Armv9 架构的 Arm Cortex-X2 和 Cortex-X3 CPU 成功实现了两位数的 IPC 性能提升。这创造了性能优先的设计，提供了针对不同市场需求的定制能力，并扩展了 Arm 生态系统的能力。除了第二代和第三代 Cortex-X CPU，Arm还推出了两代 Armv9 CPU 集群。它们将高性能 Cortex-X CPU 内核与 Cortex-A700 CPU 系列和高效 Cortex-A500 CPU 系列的高效优质性能相结合。这些集群提供了行业领先的灵活性，具有最高水平的性能和效率。不同的集群已经丰富了 Arm 生态系统，使新技术和体验正在改变我们的数字生活。Arm最新推出了 Cortex-X CPU，Arm Cortex-X4，以及将 Cortex-X4 与新的 Cortex-A720 和新的 A520 CPU 相结合的全新 CPU 集群。不仅通过 Cortex-X4 提供性能最高的 Arm Cortex CPU，而且还引入了有史以来最强大的 Cortex CPU 计算集群。集群的骨干是全新的 DynamIQ 共享单元 DSU-120，它建立在 DSU-110 的基础上，增强了可扩展性和 PPA，以及全新的功能。这些新 IP 和集群的基础是最新的 Armv9.2 架构，延续了Arm在 CPU 架构方面的领先地位。全新的3.4GHz Cortex-X4 的性能比上一代中的典型 3.25GHz X3 平均高出 15%。在与 Cortex-X3 相同的性能下，功耗降低了 40%。然而，将性能远远超过 X3 最终会增加功耗，使其高于上一代机型。即便如此，对于那些在全力运行这些大内核时关心热性能和电池寿命的人来说，这仍然是个好消息。这一巨大改进也为在 CPU 集群中包含两个或更多强大的 Cortex-X4 内核打开了大门，同时不会对电池寿命和发热产生巨大影响。更小的内核让您的手机运行更长时间与X4相比，Cortex-A720更多的是优化而不是翻新。该 CPU 内核的能效比去年的 Cortex-A715 内核高 20%，或者，该芯片可以在相同的功耗下提供 4% 以上的性能。更高效的 CPU 内核将有利于延长电池寿命。还有一个新的节能CPU内核，即 Cortex-A520。同样，与去年的 A510 设计相比，效率提高了 22%，并且随着制造节点越来越小，效率可能会更高，明年我们的智能手机电池的续航时间应该会更长。有趣的是，Arm 今年去掉了一个数字运算单元 (ALU)，这是内核大部分节能的来源。它的工程师从新的数据预取和高速缓存改进中收回了额外的性能，使该芯片在功率相同的情况下提供比去年型号高出 8% 的平均性能。与去年的 32 位版本不同，A520 是一款仅支持 64 位的小型 CPU。典型的 TCS23 移动 SoC 将具有一个 Cortex-A4 高级内核、几个 Cortex-A720 高性能内核和几个由新的 DynamIQ 共享单元 DSU-120 管理的 Cortex-A520 效率内核，能够处理多达 14个内核单个集群、Arm Immoralis-G720 GPU、CoreLink CI-700/NI-700 互连和其他外围设备 IP。笔记本电脑 SoC 应该混合使用 Cortex-X4 和 Cortex-A720 内核，而没有 Cortex-A520 内核。下一代 Immortalis 图形如果没有新的图形组件，就不会是 Arm 的发布；Arm 拥有三个新产品，涵盖中高端市场。这三款产品均基于 Arm 的第 5 代 GPU 架构构建，与上一代产品相比，性能提高了 14%，内存带宽提高了 40%。与去年相比，每个核心的面积仅增加 2%。Arm Immortalis G720 是旗舰产品，核心数量从 10 扩展到 16，并具有强制性的光线追踪功能。常规的 Mali-G720 可以构建 6 到 9 个内核。它还可以包括光线追踪，但 Arm 不推荐这样做，因为较低的核心数量不一定会产生出色的光线追踪体验。Arm 在每个着色器内核中都包含一个光线追踪单元，因此性能会随着内核数量的增加而增加。Mali-G620 是一个更实惠的选择，具有五个或更少的内核。尽管如此，此配置适合与 Mali-G510 相同的区域，但提供了更多的性能和功能。光线追踪现在是 Arm 移动图形路线图的主要内容。新的 Immortalis-G720 GPU 与 Mali-G720 和 Mali-G620 一起使用了新的第 5 代架构，目标是增加场景复杂性、更好的图形和内存系统电源管理的要求，而上一代 Immortalis-G715， Mali-G715/G615 基于 Valhall 架构。
场景复杂性是通过引入延迟顶点着色 (DVS) 管道来管理的，该管道可以更好地扩展到更大的核心数量，并且在运行游戏时显示出优势，Genshin Impact 上使用的带宽减少了 33%，Fortnite 和 41 上使用的带宽减少了 26% Elven Ruins 使用的带宽减少百分比。
下一代智能手机和基于 Arm 的 PC 将得到更大的性能提升。我们预计将在 2023 年底左右推出采用 Arm 最新 CPU 和 GPU 核心设计的智能手机。
Arm 表示 Cortex-X4 已采用台积电 N3E 工艺，因此我预计联发科或其他硅供应商的商用 Arm Cortex-X4 SoC 也将基于该工艺。预计新的 TCS23 SoC 将在今年年底的某个时候发布，然后根据 Dimensity 9200 时间表在 2024 年上市。然而，将新的 Armv9.2 Cortex-A720 和 Cortex-A520 CPU 内核集成到中端和入门级 SoC 中还需要很多年，我们只希望在 2030 年之前……
展望未来，Arm 还分享了一份路线图，显示 TCS24 将基于“Blackhawk”高级核心、“Chaberton”高性能核心、“Hayes”高效核心和“Krake”GPU，但没有提供详细信息预期的性能和效率。
页:
[1]