Cortex-A73 podwoi wydajność smartfonów i skończy z przykręcaniem obrotów #Computex
Konsorcjum ARM narzuciło tempo rozwoju procesorów, jakiego w historii jeszcze nie było. Wielu Czytelników pamięta jeszcze dobrze premierę cztery lata temu rdzenia Cortex-A9, na bazie którego powstały tak udane czipy jak Apple A5 czy Samsung Exynos 4210. Dzisiaj ARM wprowadza na rynek Cortexa-A73 w nowej mikroarchitekturze Artemis, który względem swojego pokazanego rok temu poprzednika Cortexa A-72 przynosi o 30% większą wydajność, 30% mniejsze zużycie energii i o 20% mniejszą powierzchnię (przy założeniu tego samego procesu 16 nm). Patrząc na te nowe rdzenie, które niebawem będą napędzały setki milionów smartfonów ze środkowej i wyższej półki, trudno się dziwić, że Intel uciekł z rynku smartfonów.
Choć chronologicznie Cortex-A73 jest bezpośrednim następcą Cortexa-A72, to pod względem architektonicznym bardziej przypomina Cortexa-A12 i A17. I faktycznie, podczas oficjalnej prezentacji przedstawiciele ARM-a mówili o nowym rdzeniu jako członku rodziny Sophia, obejmującej wspomniane wcześniej rdzenie. To po prostu 64-bitowy następca A-17.
Widać to najbardziej w powrocie do podwójnego (2-wide) dekodera charakteryzującego wcześniejsze Sophie (A72 miał potrójny dekoder). W stosunku do A72, skrócono tu poszczególne etapy potoku przetwarzania, głównie dzięki optymalizacjom na frontendzie czipu – pobieranie instrukcji odbywa się w czterech etapach, w porównaniu do pięciu w poprzedniku.
Rdzeń wykorzystuje też większy, poczwórny bufor 64 kB dla instrukcji, nowy predyktor rozgałęzień z buforem celów rozgałęzień, silnik wykonawczy typu out-of-order z czterema pełnymi jednostkami load/store (A72 miało tylko po jednej jednostce load/store), oraz nowe algorytmy buforowania dla pamięci podręcznej L1/L2.
Co to w praktyce oznacza? Dotychczasowe topowe smartfony były w stanie ze swoją maksymalną wydajnością działać jedynie kilka minut – później zawodziło odprowadzanie ciepła i procesor musiał zmniejszyć obroty. Cortex-A73 to architektura zbudowana od podstaw pod kątem wydajności energetycznej, w której celem jest utrzymanie wydajności na stałym poziomie, i to w zwykłych urządzeniach projektowanych z myślą o rynku konsumenckim. Usunięto tu bowiem wykorzystywane głównie w urządzeniach wbudowanych w przemyśle interfejsy, porzucono wsparcie dla pamięci ECC, a za to rozbudowano funkcje multimedialne (NEON), związane z bezpieczeństwem (TrustZone), a także wsparcie dla wirtualizacji i szyfrowania.
Pojawienie się nowych rdzeni na rynku może zaowocować zwrotem w stronę budowy mobilnych sześciordzeniowych układów SoC, w których znajdą się dwa rdzenie A73 i cztery A53. Taka konfiguracja będzie zajmowała tyle samo miejsca na krzemowej płytce co dość często ostatnio stosowany układ ośmiu rdzeni A53. Nie tylko jest to opłacalne finansowo dla producentów, ale też znacznie bardziej atrakcyjne dla użytkowników – co z tego, że masz osiem rdzeni, skoro to wszystko tak samo mało wydajne rdzenie, a wiele ważnych obciążeń roboczych wcale dobrze się nie paralelizuje?
W ten sposób możemy w przyszłym roku zobaczyć niedrogie smartfony, których wydajność w jednordzeniowych obciążeniach wzrośnie nawet o 80-90%, a w wielordzeniowych o jakieś 20-30%. Wiadomo już, że koncepcją zainteresowane są MediaTek i Qualcomm. Co szczególnie ważne przy braku postępu w technologiach budowy akumulatorów, takie czipy, o ile uda się je wykonać w nowym procesie 10 nm, będą zużywały nawet o 30% mniej energii.