ARM ARM A710、A510大小核齐发:专为中国保留32位兼容、性能暴涨62%

除了超大核心Cortex-X2 , ARM今天还带来了高性能大核心Cortex-A710、高能效小核心Cortex-A510 , 分别取代现在的A78、A55 。之前猜测它们会命名为A79、A56 , 没想到ARM又开启了三位数字命名 , 越来越不按常理出牌了 。
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A710、A510也是基于ARMv9 64位指令集 , 架构上和X2是相通的 , 因此可以集成于同一颗SoC , 但需要注意的是 , X2、A510都是纯64位 , 不再兼容32位 , A710则继续支持OL0 AArch32 。
这是应中国客户要求特殊设计的 , 因为中国市场还有太多应用停留在32位 。
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先来看A710 , 前端和X2一样改进了分支预测 , 精度更高 , 一级指令缓存TLB也从32条增至48条 , 不过macro-OP缓存仍然是1.5K(X2 3K) 。
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macro-OP缓存、分支单元的宽度从6缩减到了5 , 主要是功耗、能效优化考虑 , 也是X、A系列的重要区分 。
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核心设计也大大强化了性能、能效 , 包括数据预取器的改进 , 并且优化了核心与DSU的联系 , 核心与三级缓存、内存之间的延迟更低 。
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IPC性能提升指标 , 4MB二级缓存、8MB三级缓存的情况下 , 官方号称可以达到10% , 或者可以将功耗降低30% 。
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再看A510 , 继续使用3宽度的顺序执行架构 , 但也借鉴了X系列在分支预测、数据预取方面的一些技术 , 继续提升能效 。
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另外 , 它还引入了合并核心(merged-core)的新设计 , 可以将两个核心组合在一起 , 有点AMD推土机架构的意味 。
【ARM|ARM A710、A510大小核齐发:专为中国保留32位兼容、性能暴涨62%】但不同的是 , AMD推土机架构两个核心共享前端、FP/SIMD后端 , 导致整体执行效率低下 , A510每个核心则有自己完整的前端、核心、整数后端、一级缓存 , 只是共享了二级缓存(最大512KB)、FP/NEON/SVE流水线 。
当然 , 如果客户喜欢 , 也可以继续使用独立核心 , 但是面积效率会低一些 。
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前端方面 , 具备128位预取流水线 , 每个时钟周期可以拾取4条指令 , 解码器宽度从2增加到3 。
分支预测没有透露细节 , 只是说顶级的多级设计 , 另外一级缓存可以32KB或者64KB 。
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核心方面 , 可以设置2个64位流水线或者2个128位流水线 , 后者是A55的两倍 。
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尽管是顺序架构 , 后端依然加宽包括3个整数ALU单元、一个复杂MAC/DIV单元、一个分支派送端口 。
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载入存储方面 , 相比A55改进极大 , 从载入存储流水线 , 变成了载入、载入/存储流水线 , 每时钟周期可执行的载入数量翻了一番 , 另外流水线宽度也从64位翻番到128位 , 因此总的载入带宽是A55的四倍 。

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