r   e   k   l   a   m   a
r   e   k   l   a   m   a

Laptopy z ARM-em bliżej niż myślisz: rdzeń Cortex-A72 wygrywa z Broadwellem Intela

Strona główna AktualnościSPRZĘT

Dominacja procesorów x86 na rynku komputerów osobistych jest dziś czymś oczywistym, a sprzęt z procesorami o innych architekturach to w najlepszym razie nisza wewnątrz niszy. W Londynie konsorcjum ARM zaprezentowało jednak szczegółowe informacje o swoim nowym rdzeniu Cortex-A72, na bazie których można się już zastanawiać, czy aby na fali rosnącej popularności ultramobilnych, energooszczędnych pecetów, ARM nie znajdzie dla siebie miejsca nie tylko w kieszeni, ale i na biurku Jana Kowalskiego.

Przedstawione podczas tegorocznego ARM Tech Day dane na pierwszy rzut oka nie wydają się zapowiadać jakiejś wielkiej rewolucji. Konstrukcja nowego rdzenia nie odbiega od jego poprzednika, rdzenia Cortex-A57, stosowanego m.in. w nowych procesorach Exynos i Snapdragon, a także rosyjskich czipach Bajkał. Na każdym etapie widać jednak optymalizacje, które doprowadziły do takiego wzrostu wydajności rdzenia, że projektanci ARM mają odwagę porównywać go do nowych konstrukcji Intela.

Cortex-A72 to przede wszystkim znacznie większa wydajność pojedynczych wątków. Na frontendzie pojawił się nowy predyktor rozgałęzień kodu, mający o nawet 50% ograniczyć błędne przewidywania w porównaniu do poprzednika. Wprowadzono także możliwość jego obejścia dla obciążeń roboczych, w których się nie sprawdza. Usprawniono dekoder instrukcji; choć to wciąż trzy pasma, to zastosowano optymalizacje poszerzające jego przepustowość, w tym łączenie poleceń z 64-bitowej listy rozkazów. Udało się też znacznie zmniejszyć zużycie energii dla tej fazy pracy. Największy przyrost wydajności nowy rdzeń zawdzięcza jednak zmianom w backendzie. Radykalnie pomniejszona jednostka wysyłająca rozbija połączone przez dekoder polecenia na mikrooperacje dla jednostek wykonawczych, robiąc z trzech pasm pięć. Zmniejszenie liczby dekodowanych jednostkowych instrukcji zwiększa przepustowość dekodera, finalnie zwiększając liczbę mikrooperacji tworzonych przez jednostkę wysyłającą i wykonywanych w ciągu cyklu.

r   e   k   l   a   m   a

Za wykonywanie rozkazów odpowiadają nowe zmiennoprzecinkowe jednostki SIMD o skróconej długości potoku i co za tym idzie, zmniejszonych opóźnieniach, oraz ulepszone jednostki stałoprzecinkowe o zwiększonej przepustowości. Interesująco wygląda także jednostka ładowania i przechowywania danych dla pamięci podręcznej, której przepustowość wzrosła aż o jedną trzecią, oraz same pamięci podręczne L1 i L2 (ta ostatnia współdzielona między maksymalnie czterema rdzeniami), które też mają przynieść ogromny wzrost wydajności. Wszystkie te fizyczne ulepszenia poszczególnych bloków logicznych przekładają się bezpośrednio na zwiększenie energooszczędności pracy procesora i zmniejszenie jego rozmiarów, co pozwala ograniczyć utraty energii związane z prądami upływu.

I to właśnie w energooszczedności ARM widzi przede wszystkim sposób na wzrost wydajności, mający pozwolić na budowanie na bazie Cortexa-A72 nie tylko flagowych smartfonów, ale też wydajnych tabletów, ultrabooków i konwertowalnych urządzeń hybrydowych, oraz urządzeń sieciowych i mikroserwerów. Z benchmarków przeprowadzonych przez Konsorcjum wynika, że możemy spodziewać się ograniczenia zużycia energii o nawet 75% dla niektórych obciążeń roboczych dla rdzeni wykonanych w procesach 14/16 nanometrów i 50% dla rdzeni wykonanych w starszym procesie 28 nm. W połączeniu z architekturą big.LITTLE i lekkimi rdzeniami Cortex-A53, pozwolić to ma na zmniejszenie średniego zużycia energii przez procesor o 40-60%.

Dzięki mniejszej powierzchni i tak znacząco zmniejszonemu zużyciu energii, Cortex A-72 będzie w stanie osiągnąć o ok. 10% większą maksymalną częstotliwość taktowania od poprzednika, nawet do 2,7 GHz. Możemy spodziewać się też o 20-60% większej liczby instrukcji wykonywanych w jednym cyklu niż w A-57. Z takimi wynikami ARM zdecydował się porównać procesory ze swoimi rdzeniami do propozycji Intela dla rynku ultramobilnego, czipami Core-M – i jak widać w scenariuszach, w których dysponujemy ograniczonym budżetem energetycznym i możliwościami odprowadzania ciepła, nowy Cortex radzi sobie bardzo dobrze. Czip Intela wciąż wygrywa tam, gdzie energii nie brakuje i jest gdzie odprowadzić ciepło, ale gdy przychodzi porównać wydajność na zasilaniu akumulatorowym w ultracienkich komputerach, projekt Konsorcjum osiąga porównywalne wyniki – zużywając przy tym o 75% mniej energii.

Te wyniki dotyczą oczywiście referencyjnych konstrukcji, których zwykły Kowalski nigdy nie dotknie, ale jak do tej pory firmy takie jak Samsung były w stanie z planów tworzonych przez ARM budować jeszcze wydajniejsze rdzenie. W obronie Intela trzeba jednak powiedzieć, że pierwsze procesory z rdzeniami A72 trafią na rynek na początku przyszłego roku, kiedy to „niebiescy” powinni mieć w ofercie pierwsze układy na bazie mikroarchitektur Skylake i Willow Trail, zapewne znacznie poprawiające wyniki obecnych procesorów Core i Atom. Dojdzie wówczas do ciekawej sytuacji w segmencie ultralekkich komputerów osobistych, gdy konsumenci będą mogli wybierać między pracującymi może i całą dobę na jednym ładowaniu laptopami z ChromeOS-em czy Ubuntu, a urządzeniami pracującymi pod kontrolą Windows – które ładować trzeba będzie znacznie częściej. Pozostaje oczywiście też pytanie, czy w końcu nie doczekamy się mitycznych już MacBooków z procesorami ARM.

© dobreprogramy
r   e   k   l   a   m   a
r   e   k   l   a   m   a

Komentarze

r   e   k   l   a   m   a
r   e   k   l   a   m   a
Czy wiesz, że używamy cookies (ciasteczek)? Dowiedz się więcej o celu ich używania i zmianach ustawień.
Korzystając ze strony i asystenta pobierania wyrażasz zgodę na używanie cookies, zgodnie z aktualnymi ustawieniami przeglądarki.