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|ARM推出针对5nm设计的CPU、GPU核心


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 。
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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 。
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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% 。
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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 。
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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% 。
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