Arm представила архитектуру Armv9.2 и ядра Cortex-X4, Cortex-A720 и Cortex-A520 для будущих мобильных процессоров
Архитектурный сдвиг: от big.LITTLE к гибкой гетерогенности
Ключевое изменение в TCS23 — отказ от жесткой схемы «одно мощное ядро плюс несколько энергоэффективных». Новая платформа предлагает кластерную систему, способную объединять до 14 вычислительных блоков трех типов: сверхпроизводительные Cortex-X4, сбалансированные Cortex-A720 и энергоэффективные Cortex-A520. Все ядра перешли на 64-битную архитектуру Armv9.2.
Теперь конфигурация процессора может варьироваться в зависимости от задач. Стандартная формула 1+3+4 (одно X4, три A720, четыре A520) не является обязательной. Arm разрешила клиентам собирать кластеры по схеме 1+5+2, где роль «рабочих лошадок» выполняют ядра среднего уровня A720. Это позволяет производителям чипов точечно настраивать баланс между производительностью и тепловыделением под конкретные сценарии использования.
Cortex-X4: новый рекорд производительности при снижении энергопотребления
Флагманское ядро Cortex-X4 позиционируется как самое быстрое в истории Arm. Прирост производительности относительно предшественника составляет 15%, однако ключевой показатель — снижение энергопотребления на 40%. Достигнуто это за счет увеличенного до 2 Мбайт кэша L2 и переработанного механизма выборки инструкций. Arm подтверждает совместимость ядра с 3-нм техпроцессом N3E компании TSMC, что намекает на использование X4 в премиальных решениях 2024 года. Ожидаемые тактовые частоты достигают 4 ГГц.
Cortex-A720 и A520: ставка на эффективность и компактность
Среднее ядро Cortex-A720 демонстрирует 20-процентный рост энергоэффективности по сравнению с прошлогодним A715. Инженеры Arm добились этого за счет ускоренного восстановления конвейера после ошибок предсказания ветвлений и снижения задержек при обращении к кэшу L2. Тактовые частоты для A720 прогнозируются в диапазоне от 2,5 до 3 ГГц.
Малое ядро Cortex-A520, в свою очередь, получило прирост производительности на 8% при снижении энергопотребления на 22% относительно A510. Оно основано на микроархитектуре объединенных ядер: два блока совместно используют кэш L2, что экономит площадь кристалла. Для минимизации энергопотребления из состава A520 удален третий конвейер ALU. Рабочие частоты этого ядра составят от 1,5 до 2 ГГц.
Новая система кэширования и гибкость для ноутбуков
Объединенный ядерный кластер DSU-120 получил поддержку общего кэша L3 объемом до 32 Мбайт. Кроме того, реализованы режимы пониженного энергопотребления для памяти в моменты простоя ядер, что снижает токи утечки. Самое важное нововведение — DSU-120 позволяет собирать нетривиальные конфигурации, например, десять ядер Cortex-X4 в сочетании с четырьмя Cortex-A720. Такая связка ориентирована не на смартфоны, а на мощные ноутбуки, где не требуется жесткая экономия заряда.
Графика нового поколения: Immortalis-G720 и технология DVS
Графическая подсистема TCS23 представлена тремя решениями: Immortalis-G720 (от 10 до 16 шейдерных ядер, обязательная аппаратная трассировка лучей), Mali-G720 (6-9 ядер) и Mali-G620 (до 5 ядер). Все они построены на архитектуре Arm пятого поколения.
Главное технологическое изменение — внедрение Deferred Vertex Shading (DVS). Эта техника откладывает тяжелую работу по рендерингу до этапа обработки геометрии, позволяя отбрасывать скрытые поверхности до их отрисовки. Результат — снижение требований к пропускной способности памяти на 40% и общее повышение энергоэффективности GPU на 15%. Пиковая производительность новых графических чипов выросла на 15% по сравнению с предыдущим поколением. Arm подчеркивает, что DVS критически важен для запуска на мобильных устройствах 3D-приложений и игр нового поколения со сложной геометрией сцен.
Первой компанией, публично подтвердившей переход на TCS23, стала MediaTek. Ожидается, что коммерческие устройства на базе новых чипов появятся на рынке в начале следующего года. Учитывая, что Arm не производит чипы самостоятельно, а лишь лицензирует архитектуру, успех платформы будет зависеть от скорости внедрения технологии такими гигантами, как Qualcomm и Samsung. Текущий анонс демонстрирует, что гонка в сегменте мобильных процессоров смещается от наращивания сырой мощности к поиску баланса между производительностью и автономностью, что является прямым ответом на запросы пользователей, устающих от перегрева флагманов и быстрого разряда батареи.
