ARM дебютирует Cortex-A75 и Cortex-A55 с AI

ARM представила три чиповых дизайна, которые поддерживают распределение нагрузки DynamIQ: Cortex-A75 с быстродействием до 50%, компаньон Cortex-A55 и графический процессор Mali-G72.

Два месяца назад, когда ARM объявила о своем наследнике многоядерной нагрузки DynamIQ для своей схемы Big.Little , она заявила, что SoC с поддержкой DynamIQ будут оптимизированы для обеспечения повышения производительности AI на 50 процентов в течение следующих 3-5 лет относительно к сегодняшним высококачественным системам на базе Cortex-A73 .
Теперь разработчик IP-чипов, принадлежащий Softbank, представил первый дизайн чипов ARMv8 для поддержки DynamIQ.

Компания Cortex-A75, последовавшая за летним Cortex-A73, «обеспечивает значительное повышение производительности на 50% и расширяет многоядерные возможности», утверждает ARM.
Он предназначен для работы в конфигурациях DynamIQ Big.Little с более низким энергопотреблением Cortex-A55, который заменяет старый Cortex-A53, который появился на сегодняшний день в 1,5 миллиардах продуктов.
Cortex-A55, который, скорее всего, появится самостоятельно в двух- и четырехъядерных кластерах на хакерских платах в конце 2018 и 2019 годов, предлагает «специальные инструкции AI и до 2,5-кратной эффективности на милливатт» по сравнению с Cortex-A53, утверждает ARM.

Новые чипы могут появиться в первом квартале 2018 года в шестигранном ядре Qualcomm Snapdragon 845 SoC, согласно недавнему слуху от MyDrivers, сообщенному на HotHardware .
Snapdragon 845, как говорят, объединяет пару ядер Cortex-A75 с четырьмя ядрами Cortex-A53 и графическим процессором Adreno 630.
Ходят слухи, что 10-нм Snapdragon 845 включает модем Snapdragon X20 LTE и поддерживает более быструю оперативную память LPDDR4X и хранилище UFS 2.1.


Типичный SoC, объединяющий Cortex-A75 и A55 и Mali-G72

(щелкните изображение, чтобы увеличить)

ARM предпочитает сопряжение графических процессоров с Cortex-A75 и -A55 своим новым анонсированным Mali-G72, который предназначен для тесного взаимодействия с обеими архитектурами, использующими DynamIQ.
Говорят, что этот графический процессор второго поколения с архитектурой Bitfrost, который соответствует прошлогоднему соединенному с Cortex-A73 Mali-G71 в паре, повышает производительность, «уменьшая пропускную способность для повышения эффективности машинного обучения на 17 процентов».

ARM неоднократно рекламировал новые разработки как чипы ИИ, которые могут немного преувеличивать.
Правда, здесь есть несколько расширений ИИ, и проекты предлагают более высокую производительность, которая требуется технологиями искусственного интеллекта, такими как машинное обучение, визуальные вычисления, и агентами, активируемыми голосом, такими как Alexa, Google Assistant, Watson, Cortana и Siri.
Кроме того, DynamIQ, который обеспечивает более гибкие конфигурации ядра, которые были невозможны с Big.Little, облегчает процессору ядра лучше взаимодействовать с GPU и другими сопроцессорами, которые все чаще используются для AI.

Тем не менее, это не радикально новый дизайн AI, такой как чипы Tensor Processing Unit (TPU) от Google, ориентированные на облачные серверы, или грядущий Apple Neural Engine от Apple .
(Без сомнения, у ARM есть свой настоящий «AI-чип» в процессе разработки.) Скорее, это встроенные и автомобильные SoC для смартфонов и высокого класса, предназначенные для разгрузки некоторых алгоритмов AI, которые в настоящее время обрабатываются в облаке, на периферийные устройства. от IoT-шлюзов до ноутбуков.
Это новое поколение также поднимает планку для новичков в RISC-V, таких как SiFive, что может создать новую серьезную конкуренцию для ARM, чтобы усилить свою борьбу с Intel и AMD.

Внутри Cortex-A75

Cortex-A75 поддерживает до четырех-A75 кластеров на частотах до 3 ГГц с 10-нм технологическим процессом и предлагает «значительно улучшенную целочисленную производительность и существенные улучшения рабочих нагрузок с плавающей запятой и памяти» по сравнению с Cortex-A72 и -A73, говорит ARM.
Тем не менее, он также сохраняет тот же уровень энергоэффективности, утверждает разработчик чипа.


Архитектура Cortex-A75

(щелкните изображение, чтобы увеличить)

Благодаря усовершенствованию ARMv8.2 и новому DynamIQ подсистема памяти была улучшена с такими преимуществами, как доступ к дополнительному общему кластерному кэш-памяти L3 от 512 КБ до 4 МБ.
Каждое ядро ​​также имеет частную кэш-память L2 емкостью от 256 до 512 КБ с половиной задержки по сравнению с традиционными высокопроизводительными процессорами, а также с выделением I и D-кэшей объемом 64 КБ, говорит ARM.
Другие функции подсистемы памяти включают поддержку асинхронных частот и «потенциально независимые шины напряжения и питания для отдельных процессоров или групп ядер», - говорит ARM.

Cortex-A75 является частью семейства базовых конструкций Sophia, которое началось с 32-разрядного Cortex-A17, за которым последовал Cortex-A73.
«Внимание ARM сместилось с повышения энергоэффективности и запаса тепла для A73 на повышение производительности и добавление новых функций для A75», - говорится в отчете AnandTech от 29 мая о новых чипах ARM.
Усовершенствования в целочисленной обработке «позволяют A75 быть более умозрительным, улучшая его способность выполнять инструкции вне порядка», - говорится в статье.

Cortex-A55

В то время как Cortex-A75 больше относится к производительности, чем к эффективности, Cortex-A55 обеспечивает на 18 процентов больше производительности при 15-процентной эффективности по сравнению с Cortex-A53.
В дополнение к поддержке смартфонов, готовый дизайн до восьмиъядерного ядра может использоваться в IoT-шлюзах, высококлассных носимых устройствах и других автомобильных, потребительских и встраиваемых приложениях.


Архитектура Cortex-A55

(щелкните изображение, чтобы увеличить)

Cortex-A55 предоставляет настраиваемый кэш L2 размером от 64 до 256 КБ, что обеспечивает более чем 50-процентную задержку доступа к памяти по сравнению с -A53.
Он также предоставляет дополнительный кэш L3 (от 512 КБ до 4 МБ), который можно использовать на восьми ядрах.
Кэши L1 настроены на 16–64 КБ.
Технология DynamIQ позволит использовать такие конструкции, как 7x или 3x Cortex-A55 с одним Cortex-A75.

В Cortex-A55 также добавлена ​​поддержка расширений виртуальных хостов (VHE), которые, по словам AnandTech, окажутся важными для автомобильной и промышленной безопасности и надежности.
Говорят, что новое предложение инструкций продукта Int8 dot полезно для ускорения нейронных сетей.

Mali-G72

Mali-G72 с частотой до 850 МГц основывается на главных достижениях первого графического процессора ARM с архитектурой Bitfrost, Mali-G71, включая поддержку до 32 шейдерных ядер и поддержку 16-нм производства FinFET.
Усовершенствования включают в себя увеличение буферной памяти тайлов для 16-кратной многократной обработки сглаживания «при минимальных затратах производительности», - говорит ARM.


Мали-G72 архитектура

(щелкните изображение, чтобы увеличить)

В ARM утверждают, что сложные приложения для машинного обучения и мобильных игр позволяют использовать алгоритмы с энергоэффективностью до 25% и плотностью производительности на 20%.
Говорят, что это приведет к повышению производительности на 40% по сравнению с Mali-G71.

Новые разработки Cortex-A поддерживаются полным набором ARM компьютеров, мультимедиа, дисплеев, систем безопасности и IP-адресов системы.
Эти функции поддерживаются ARM Compute Library и рядом новых пакетов System Guidance for Mobile , которые предоставляются партнерам ARM бесплатно.
Как обычно, ARM TrustZone предоставляется для обеспечения безопасности.

Дальнейшая информация

Новые конструкции Cortex-A75, Cortex-A55 и Mali-G72 теперь доступны для партнеров ARM.
Информация о доступности не была доступна для окончательного кремния, но на основе слухов о Snapdragon 845, похоже, мы смотрим на Q1 2018. Более подробную информацию можно найти в объявлении ARM , а также его Cortex-A75 , Cortex-A55 и Mali -G72 страницы продукта.