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Arm发布新架构,大家只关心麒麟990能安排上吗?

时间:2019-05-28 作者:刘于苇 阅读:
5月27日,Arm 宣布了其下一代架构设计方案,其中包括 Cortex-A77 CPU 和 Mali-G77 GPU,另外还有一个能效更高的机器学习处理器。麒麟处理器几乎是每一代Arm平台更新架构的首发平台,而这次首发换成了联发科,大家肯定想问——华为的下一代麒麟能用上新架构吗?
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去年5月,Arm发布Cortex-A76,支持了台积电的7纳米工艺,随后发布的麒麟980和骁龙 855 SoC等处理器都采用这个核心。

5月27日,Arm 宣布了其下一代架构设计方案,其中包括 Cortex-A77 CPU 和 Mali-G77 GPU,另外还有一个能效更高的机器学习处理器。

据了解,Cortex-A77代号“Deimos”(戴莫斯,畏惧之神),是A76的直接继任者。A77和G77将成为2019年下半年到2020年新一代旗舰手机CPU、GPU应用的主流架构。

CPU参数秒杀14nm英特尔酷睿i5

从参数来看,Cortex-A77 与 Cortex-A76 采用了同样的架构——Armv8.2,支持 AArch32 和 AArch64,支持 DynamIQ Shared Unit(DSU),支持 big.LITTLE 架构,可以与 Cortex-A55 相搭配。与上一代A76相比,基本配置也没有变化,仍然是64KB L1指令和数据高速缓存,以及256Kb或512KB L2高速缓存。
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性能方面,SPEC int2006测试中,同频3.0GHz下,Cortex-A77 相比A76的 IPC 表现提升了 20%。此外,在Geekbench 4有接近20%的提升,内存带宽也有超过15%的提升。

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A77的浮点定性能有30-35%的提升,外媒预测将超过苹果A11。A77预计仍将采用7nm工艺生产,与上代一样3.0GHz峰值频率,这意味着性能提升可以完全归功于架构的变化。

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此外,Cortrex-A77不仅可用于智能手机处理器,也适用于Arm笔记本电脑处理器,据称性能已经领先14nm英特尔酷睿i5-7300U,将于2020年推出的5nm Hercules内核性能将达到Cortex-A73的2.5倍,远超14nm酷睿i5-7300U。

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不过,Arm 更为强调的点在于机器学习,在软硬件的协同优化,Cortex-A77 在机器学习方面的表现是 Cortex-A55 的 35 倍。

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三年了,GPU架构终于更新


GPU 方面,最新发布 Mali-G77 GPU 采用了最新的 Valhall 架构,此时距离上一代 Bifronst 架构的发布已经有三年时间,之前的G71一直到G76用的都是BIFROST架构。

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新架构带来了全新的ISA和计算核心设计,解决了Bifrost体系结构的主要缺点,性能提升 40%、效能提升 30%,性能密度提升 30%、机器学习性能提升 60%;按照官方的说法,Mail-G77 着力于在移动游戏方面的提升,同时也非常注重 AR 和 VR 方面的应用。

据称新Mali-G77 GPU的架构,可以让2019年末和2020年的手机GPU性能在工艺不变的情况下提升1.4倍。值得一提的是,Mail-G77 GPU 还可与新的 Mali-D77 显示处理器协同工作。
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除了 Cortex-A77 和 Mali-G77,Arm 还宣布了一款机器学习处理器,该处理器与神经网络(NN)软件框架一起包含在Arm的Project Trillium机器学习计算平台中。Arm 自从去年宣布推出 Project Trillium 后,也针对 ML 处理器进行强化,包括超过两倍的能源效率,达到每瓦 5 兆次运算(TOPs/W)、内存压缩技术提升达 3 倍,以及提升至高达八核心的次世代峰值效能,与每秒最高 32 兆次运算(TOP/s)。

总体而言,A77较A76的提升,不会有A76较A75的提升那么大,它依然是高性能高能效的产品的延续(可以看作A76的改良版)。采用A77架构的Socs将在与苹果的A13以及三星的下一代M5核心竞争。但是对于Arm的新品来说,从发布到具体可用是一个漫长的过程,因此普通用户究竟何时能用上 Cortex-A77 和 Mali-G77,要看处理器和整机厂商的节奏。

预计最早可以在2020 年的旗舰智能机、Arm笔记本电脑等设备上看到相关产品,比如明年的骁龙8xx芯片将例行升级。而在发布会上,联发科宣布将率先推出采用Arm Cortex-A77 CPU架构的5G SoC,预计2020年推出。

释疑:华为麒麟990被安排上了吗?

近几年来华为海思和Arm关系一直不错,麒麟处理器几乎是每一代Arm平台更新架构的首发平台,这次换成了联发科,大家肯定都有个疑问——华为的下一代麒麟能用上新架构吗?

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发布会上,Arm和联发科达成合作协议,联发科将率先推出采用Arm Cortex-A77 CPU架构的5G SoC。取代海思成为新宠?

鉴于几天前Arm官方已经宣布暂停与华为的合作,所以这个时间点很微妙。Arm产品事业群总裁Rene Haas在发布会后接受媒体访问时表示,目前与华为终止合作的变量还很多,此时此刻仍无法透露太多细节。

从分类来看,A77和A76同样基于ArmV8.2,也是属于华为获得永久授权的Armv8系列范围内,按道理说华为拥有自主研发和修改的权力。

从授权时间来看,SoC产品开发都有一定的流程,首先是原理方案研究,比如选定哪些技术,决定后才会进入产品设计,这时候就要签技术、架构IP授权。因此SoC厂商拿到新设计架构资料的时间一般会远远早于发布会,会提前一到两年,绝不会出现产品都快设计好了还没授权的情况。按时间点算,华为海思在此前应该已经获得了A77和G77的授权

其实Arm的公版架构一直以来都被诟病,相比高通苹果的自研架构来说性能不尽如人意,这点在前几代的华为麒麟处理器和三星猎户座处理器上就能看出来。特别是公版Mali-GPU,比高通Adreno差得不止一点点。好在后来华为利用软件优化,勉强把麒麟980处理器的GPU游戏性能提升到与骁龙845 Adreno接近的水平。这次G77发布的目的很明确,摆脱Arm GPU鸡肋的宿命

据传按照麒麟“发布一代,流片下一代,预研下下一代”的开发节奏,下一代麒麟990处理器已经流片,若也是采用A77和G77新架构,再加上华为自己的优化,搞不好就能胜过高通855的GPU。

业内有传闻,华为从2014年开始就筹划自研GPU,去年的GPU Turbo技术就震惊业界——原来自研GPU还可以这样玩?其实GPU自研的难度无论从流片还是兼容性上,都远大于CPU。三星目前还在埋头苦干,苹果也是在挖了imagination很多工程师后才搞定。所以我们需要多给国内厂商一些时间,即便是华为,除了自研全网通基带外,SoC的其他核心架构也要依靠授权,不可能实现跳跃式发展。

从上面的论据看来,麒麟990上新架构已经是板上钉钉的事了。但小编还要吐槽一句,本次发布会上的数据都是理论值,并且相对上代架构提升有限,之前Arm产品实际使用效果就有翻车案例,即使华为不能用新架构,影响也不大。

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刘于苇
电子工程专辑(EETimes China)副主分析师。
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