ARM推出针对5nm设计的CPU、GPU核心

  【天极网手机频道】ARM面向7nm工艺的Cortex-A77架构在使用两年之后，ARM公司在5月26日晚间，正式推出适用于5nm工艺的新一代Cortex-A78架构，同时带来Mali-G78 GPU、Mali-G68 GPU和Cortex-X新架构核心。 

  Cortex-A78架构

  Cortex-A78架构性能提升20%，功耗降低50%。根据ARM的说法，Cortex-A78架构性能(IPC)提升7%，功耗降低4%，内核小5%，四核簇面积的缩小15%。Cortex-A78架构就是两年前曝光的Hercules(大力神)处理器，是Austin微架构CPU的第三代产品，已经发展出Cortex-A76、Cortex-A77及Cortex-A78三代。 

  虽然Cortex-A78的微架构变化不大，但如果结合更先进的5nm工艺，会让整体的性能提升非常明显。ARM的说法是每核心在相同的1W功耗下，7nm工艺制造的Cortex-A77频率可达2.6GHz，而5nm工艺的Cortex-A78频率提高至3.0GHz，同功耗下性能提升约20%。

  相同性能下，5nm工艺生产的2.1GHz Cortex-A78功耗比7nm工艺2.3GHz的Cortex-A77降低50%，有助于提高5G手机的续航。但ARM这种对比方式属于取巧，并不能直观的表现性能、功耗的对比;统一计算要么在相同性能下的能耗对比，或者相同频率下性能、功耗的提升比例，这种取巧间接说明了Cortex-A78性能提升可能没有官方宣传的高。

  Cortex-A78主要面向2021年的智能手机等产品，但按照以往的状况，ARM要在2021年普及Cortex-A78还是有难度的，而且ARM也没提到哪些公司使用Cortex-A78核心。

  Mali-G78 GPU

  ARM带来新的旗舰级Mali-G78 GPU和次旗舰级Mali-G76 GPU。2019年采用全新Valhall图形架构的Mali-G77得到众多旗舰SoC使用，Mali-G78就是Mali-G77的升级版，首次支持24个核心，比Mali-G77的16个增加一半。

  ARM称综合架构、工艺等各方面的改进，Mali-G78的性能提升幅度比Mali-G77多25%，同等工艺条件下可提升15%， 并提升10%的能效、15%机器学习性能。

  除了扩大规模，ARM对Mali-G78的架构进行升级改进，官方重点强调从整个GPU实现异步时钟域，也就是将原本只有一个的全局时钟域改为新两级结构，实现上层共享GPU模块与实际着色器核心频率分离。使GPU的核心可以再不用的频率上工作，而不需要与其他部分同频。ARM这种改进解决几何输出与计算、纹理、引擎之间的不平衡问题，还能让GPU运行在不同电压上，从而降低功耗、提高能效。

  另外，Mali-G78彻底重写FMA(融合乘加)引擎，包括新的乘法架构、新的加法架构、FP32/FP16浮点，可以节省30%的功耗。 

  Mali-G68是ARM首款次旗舰级GPU，定位于Mali-G70系列、Mali-G50系列中间，架构、特性完全沿袭Mali-G78，唯一区别就是最多只能支持6个核心。也就是配置1-6个核心就叫Mali-G68，配置7-24个核心就叫你Mali-G78。

  Cortex-X1架构

  Cortex-A78架构没有盲目追求性能提升，但ARM准备另一个全新Cortex-X1架构，新架构允许客户中自定义，让ARM合作伙伴可以打造自己的Cortex架构CPU，满足特定用途需求。ARM第一款Cortex-X1架构的峰值性能将比Cortex-A77提高30%，比Cortex-A78也提升了22%，机器学习性能更是提升100%。 

  Cortex-X1的授权费肯定比Cortex-A系列更贵。近年来除了苹果之外，高通、三星都放弃自研ARM架构核心回归公版架构，ARM推出Cortex-X1是一种调整，相当于一个官方预改进版，高通、华为、三星等客户可以定制不同的特性。

  Cortex-X1充当超大核，更灵活的搭配1+3+4三簇核心。高通、海思都设计三簇核心，不再像之前4+4大小核搭配，而是变成2+2+4或者1+3+4。Cortex-X1的问世实际代表ARM官方认可多核簇丛配置。Cortex-X1可跟Cortex-A78、Cortex-A55核心搭配起来，一种典型的组合就是1个Cortex-X1超大核、3个Cortex-A78大核，再加上4个Cortex-A55低功耗小核，搭配1MB L2、8MB L3，组成一套DynamIQ集群。