Sette opp det mobile cpu-slaget i 2016

Da ARM tidligere denne uken introduserte sine nye CPU- og grafikkjerner, så vel som en ny sammenkobling for å koble disse sammen og til minne, gjorde det mer enn bare å presentere neste trinn i de populære kjernene som blir brukt i mobile applikasjonsprosessorer. ARM satte også opp mange av parametrene som neste års mobilbrikker skal bedømmes etter.

Kjernen i kunngjøringen er selskapets nye Cortex-A72-prosessor, ARMs tredje 64-bits prosessor. Dette er ment å være det neste trinnet utover ARMs nåværende high-end Cortex-A57, som akkurat begynner å vises i high-end applikasjonsprosessorer. I de fleste implementeringer til dags dato har vi sett A57-kjerner sammenkoblet med ARMs nedre ende Cortex-A53, som bruker mye mindre krefter for mindre krevende arbeidsmengder, ofte i 4 + 4 konfigurasjoner, spesielt inkludert Qualcomm Snapdragon 810 (planlagt for den kommende LG G Flex 2) og Samsung Exynos 7 Octa 5433 (brukt i noen versjoner av Galaxy Note 4).

I likhet med A57, forventes også de nye A72-kjernene å bli parret med A53-kjerner i ARMs store.LITTLE-opplegg. (Husk at ARM lisenser intellektuell eiendom som kjerner til en rekke leverandører, som deretter bruker disse til å lage spesifikke brikker. Her er oversikt over byggesteinflisene som var i markedet for i fjor. Jeg skal oppdatere disse innleggene for 2015 etter at vi ser flere brikkemeldinger, sannsynligvis på Mobile World Congress neste måned.) A72, A57 og A53 bruker alle 64-biters ARMv8 instruksjonssett, og kan støtte 64-biters Android 5.0 Lollipop.

ARM sier at A72 vil ha en rekke fordeler i forhold til A57, spesielt hvis den brukes som målrettet mot neste generasjon prosessteknologi. ARM sier at sammenlignet med en eksisterende 32-biters Cortex A15-kjerne på 28nm-teknologi, bør en A57-kjerne på 20nm gi 1, 9 ganger den vedvarende ytelsen til det samme smarttelefonens strømbudsjett, men A72 kan gi 3, 5 ganger ytelsen til A15. Det er ikke en annen dobling hvert år, men ganske nær. Alternativt, for å håndtere den samme arbeidsmengden, kan den bruke 75 prosent mindre energi, og med den store.LITTE designen, hevder ARM en gjennomsnittlig reduksjon på ytterligere 40-60 prosent. Kort sagt, det skulle vise seg å være et stort løft i enten kraft eller ytelse, avhengig av hva du gjør. I en typisk design med både store og små kjerner, kan du selvfølgelig forvente at de små kjernene vil bli brukt det store flertallet av tiden, med de store kjernene bare brukt til krevende oppgaver som spill eller gjengivelse av websider.

Cortex-A72 er designet for mobile prosessorer som vil bli produsert på 16nm og 14nm prosessteknologi ved bruk av 3D FinFET transistorer. Så et spørsmål er hvor mye av ytelsesgevinsten er resultatet av den nye A72-designen, og hvor mye ganske enkelt følger med den mer avanserte prosessen. Tidligere sa TSMC at 16FF + (16nm FinFET Plus) -konstruksjonen ville tilby en hastighetsforbedring på 40 prosent eller en effektreduksjon på 55 prosent i forhold til 20nm-designet. Så tydeligvis er prosessteknologien viktig, selv om det ser ut til at designendringene også hjelper. Og kunngjøringen fra ARM inkluderte også ny IP designet for å gjøre det enklere for chipdesignere å flytte til TSMC 16FF + -noden, slik at Cortex-A72-implementeringer kan kjøre på opptil 2, 5 GHz.

I tillegg til CPU kunngjorde selskapet en ny high-end grafikkjerne kalt Mali T-880, som ARM sier kan gi 1, 8 ganger ytelsen til den nåværende high-end Mali-T760 (brukt i Exynos 7 Octa) eller 40 prosent mindre energi med samme arbeidsmengde; og en ny cache-koherent interconnect, kalt CoreLink CCI-500 designet for å koble CPU-er og andre kjerner sammen, slik at det er dobbelt så høy systembåndbredde (viktig for 4K-oppløsning) og øke hastigheten som minnet kobles til CPU. Det er også nye kjerner for behandling av video og håndtering av skjermer. ARM sa at en enkel Mali-V550 videoprosessor kan håndtere HEVC-koding og dekoding, og en 8-kjerneklynge kan håndtere 4K-video med opptil 120 bilder per sekund.

I kunngjøringen sa ARM at den allerede hadde lisensiert A72 til mer enn ti partnere, inkludert HiSilicon, MediaTek og Rockchip. HiSilicon lager først og fremst Kirin-linjen som brukes i morselskapet Huaweis smarttelefoner, mens MediaTek og Rockchip er selgerleverandører. I følge kunngjøringen er de nye kjernene beregnet til å vises i sluttproduktene i 2016.

Selvfølgelig vil mange andre leverandører tilby alternativer da. Samsung har tradisjonelt brukt ARM-kjerner, så jeg vil ikke bli overrasket om den bruker A72 / A53-kombinasjonen i en fremtidig brikke. Alternativt har Qualcomm sagt at det jobber med en oppfølging av Snapdragon 810 som vil bruke tilpassede CPU-kjerner basert på ARMv8-arkitekturen, omtrent som Krait 32-biters kjerner ble brukt i sine avanserte applikasjonsprosessorer. Og Apple bruker tilpassede CPU-kjerner basert på ARM-arkitekturen i brikkene sine, og overgikk til 64-biters arkitektur for "Cyclone" -kjernen for A7 brukt i iPhone 5s, og nylig introduserte en ny versjon for A8-prosessoren i iPhone 6 og 6 Plus og A8X brukt i den nyeste iPad Air.

I mellomtiden har Intel sin SoFIA-brikke som er basert på Atom-kjernen som skal ut i 2015, og planlegger en ny 14nm-versjon for 2016, sammen med en high-end chip kjent som Broxton.

Det ser ut som at målene for 2016 vil være mer CPU- og GPU-ytelse innenfor kraftkonvolutten til en typisk smarttelefon, mens du bruker lavere strøm når du utfører de fleste oppgaver. Jeg vil være interessert i å se på Mobile World Congress og utover hva de spesifikke chipdesignerne har å si om hvordan chipsene deres matcher eller slår ARMs påstander her.