هسته سفارشی شده Cortex-X1 شرکت ARM رسما معرفی شد، سودای رقابت با اپل

هر ساله شرکت ARM مستقر در انگلیس، متعلق به Softbank مستقر در ژاپن، IP جدید موبایل (مالکیت معنوی) خود را برای استفاده در دستگاه های تلفن همراه اعلام کرد. این IP از هسته های CPU جدید و همچنین GPU های جدید تشکیل شده است. مجموعه دستورالعمل ARM در هر تلفن هوشمند استفاده می شود و این یک شرکت کاملاً مهم است. امروز این شرکت ۳ هسته پردازنده که شامل ۲ عدد پردازنده مرکزی (CPU) و یک عدد پردازنده گرافیکی (GPU) است را معرفی کرده و غافلگیری بزرگ معرفی سری جدید Cortex-X است. هسته سفارشی شده Cortex-X1 شرکت ARM رسما معرفی شده و سودای رقابت با اپل را در سر دارد. همچنین هسته Cortex-A78 و Mali-G78 از دیگر موارد معرفی شده هستند.

هسته سفارشی شده Cortex-X1

از نظر معماری هسته پردازنده، از سال 2021 هر فروشنده اصلی تراشه موبایل از IP پردازنده ARM استفاده خواهد کرد (همانطور که سامسونگ سیستم LSI از هسته های سفارشی Exynos M خود انصراف داده است). به همین دلیل، گمان اصلی این است که ARM امور را به بدست آورد.

امسال ARM معماری پردازنده ARM Cortex-A78 و پردازنده گرافیکی Mali-G78 ، جانشینان CPU Cortex-A77 و GPU Mali-G77 را معرفی کرده است. در حالی که انتظار می رفت این تنها ارایه باشند باشد، آنچه انتظار نمی رفت این بود که ARM هسته اصلی پردازنده را معرفی کند. سالهاست، کاربران و متخصصان فناوری از این واقعیت غافلگیر می شوند که معماری CPU اپل چندین سال از سری Cortex-A ARM جلوتر است. با برنامه CPU-Cortex-X و Cortex-X1 ، این اتفاق ممکن است سرانجام در سال 2021 تغییر کند.

ARM می داند که مشتریان خود بر اساس نیازهای مختلف در بخش های مختلف محصولات، خواستار راه حل های بیشتر و محصولات متنوع تر هستند. به عنوان مثال از Cortex-A76 در پرچمداران تراشه ها و همچنین در برخی از تراشه های سطح متوسط ​​پایین استفاده می شود. حداکثر عملکرد آن به اندازه رقبای اپل نبود زیرا ARM ابتدا باید روی PPA (عملکرد ، قدرت و منطقه) تمرکز کند. بهره وری انرژی و بهره وری انرژی به جای عملکرد مطلق، اولویت های بالاتری برای شرکت بودند.

با Cortex-X1 ، این تغییر می کند

ARM برنامه Cortex-X Custom یا (CXC) را معرفی کرده است. این برنامه مستلزم همکاری نزدیک با تیم های مهندسی ARM و شرکای برنامه ARM است که می توانند محصول نهایی CPU را برای برآورده کردن خواسته های خاص بازار خود شکل دهند. ARM خاطرنشان می کند که این به شرکای برنامه اجازه می دهد نقاط عملکرد خود را خارج از “پاکت معمول قشر AP PPA” تعریف کنند. CPU سفارشی نهایی که توسط ARM طراحی و ساخته شده است ، تحت برند ARM Cortex-X تحویل داده خواهد شد. اولین CPU به عنوان بخشی از برنامه CXC ، پردازنده ARM Cortex-X1 است.

ARM به Cortex-X1 بسیار افتخار می کند و می گوید که این قدرتمندترین CPU Cortex تا به امروز است. این محصول 30٪ بهبود عملکرد اوج نسبت به Cortex-A77 فعلی را به ارمغان می آورد. گفته می شود که “عملکرد نهایی” را برای راه حل های سفارشی نسل بعدی به ارمغان می آورد. CPU در پاسخ به شرکایانی که می خواستند عملکرد را مطابق با موارد استفاده خودشان به حداکثر برسانند ، ارایه شد.

Cortex-X1 همانطور که انتظار می رود، سریعتر از Cortex-A78 تازه معرفی شده است. ARM می گوید که پیشرفت عملکرد را در مقایسه با Cortex-A78 تا ۲۲ درصد فراهم می کند. طبق گفته های ARM ، “بالابرها” (uplifts) به این واقعیت اشاره دارد که پیشرفت ها مربوط به انفجارهای کوتاه از کارایی بالا است که برای واکنش پذیری بهترین هستند. ظاهراً این بالاترین عملکرد را برای تلفن های هوشمند و تبلت ها فراهم می کند، اما با توجه به اعداد Cortex-X1 هنوز نمی تواند با اپل A14 آتی رقابت کند. این ممکن است بتواند با اپل A13 2019 رقابت کند.

Cortex-X1 پیشرفت عملکرد یادگیری ماشین (ML) تا ۲ برابر بهتر را نسبت به A77 ارائه می دهد. این یک پیشرفت چشمگیر است و این بخشی از فشار گسترده ARM برای عملکرد محاسباتی محلی بیشتر است.

خوشه DynamIQ از ۴ هسته نوع Cortex-A78 و چهار هسته نوعی Cortex-A55 تا 20٪ عملکرد پایدار را در مقایسه با چهار هسته نوع Cortex-A77 و چهار هسته نوع Cortex-A55 فراهم می کند. از طرف دیگر Cortex-X1 با افزایش عملکرد اوج امکان مقیاس پذیری بیشتری را فراهم می کند. شرکای دیگری که یک هسته Cortex-X1 را به عنوان بخشی از خوشه DynamIQ در کنار سه هسته Cortex-A8 و چهارهسته Cortex-A55 اضافه می کنند ، 30٪ در عملکرد اوج نسبت به نسل قبل بهبود خواهند یافت، که این یک نکته قابل توجه است. A78 مخصوصاً برای کارآیی ساخته شده است، بنابراین در صورت ترکیب با Cortex-X1 ، این دسته کوچک بهترین عملکرد پایدار و اوج را ارائه می دهند. گوشی های پرچمدار پرچمدار خیلی سریعتر می شوند.

ARM می گوید بازار اصلی Cortex-X1 تلفن های هوشمند و فرم فکتور های (تلفن های قابل تاشو و دستگاه های بزرگ و چند صفحه ای) هستند. X1 می تواند UX سریعتر را با بارگذاری سریعتر برنامه و پاسخگویی به اسکرول بهبود یافته فراهم می کند. تجربیات مبتنی بر هوش مصنوعی و ML با بهبود عملکرد ML را حاصل می شوند. X1 ، به طور قابل پیش بینی، همچنین موارد استفاده مانند بهره وری ، ارتباطات ، امنیت ، غوطه وری چندین دیجیتال ، دوربین مداربسته ، بازی های پیشرفته و XR را بهبود می بخشد.

ARM Cortex-X1 – معماری CPU

معماری Cortex-X1 جالب است. این معماری دارای به روزرسانی های ریزشیاری (microarchitectural) بیشماری است که باعث افزایش عملکرد اوج می شود. Cortex-A76 که در سال 2018 معرفی شد، از پهنای 3 عدد Cortex-A75 پهنای رمزگشایی دستورالعمل را به 4 پهنای ارتقا داد ، که به نوبه خود ، از 2 پهنای Cortex-A73 افزایش یافته بود. با این حال ، Cortex-A77 تصمیم گرفت که پهنای رمزگشایی را در 4 پهنا ثابت نگه دارد. تراشه های سری A اپل بزرگ و گسترده هستند، زیرا پهنای رمزگشایی همه تراشه های سری A از زمان A11  برابر 7 پهنا است که حتی شبیه معماری های CPU دسکتاپ گسترده تر است. ARM با Cortex-X1 یک قدم به اپل نزدیکتر شده است ، زیرا پهنای باند رمزگشایی با 25٪ به 5 دستورالعمل رمزگشایی شده در هر چرخه افزایش یافته است.

علاوه بر این، ARM می گوید که توان حافظه نهان MOP تا 33٪ به 8 MOP در هر چرخه افزایش یافته است. موتور نئون Cortex-X1 دو لوله اضافی دریافت می کند که ظرفیت محاسبه آن را نسبت به A78 دو برابر می کند. از نظر اندازه حافظه پنهان ، X1 از 64kB L1 و حداکثر حافظه نهان 1MB L2 پشتیبانی می کند ، در حالی که خوشه DynamIQ به روز شده است که هم اکنون از 8MB L3 برای عملکرد نهایی پشتیبانی می کند. L3 بزرگتر همچنین می تواند توسط A78 در هنگام استفاده از Cortex-X1 مورد استفاده قرار گیرد.

Cortex-X1 اولین نمونه از یک Cortex-CPU است که تحت برنامه CXC تولید می شود. نیاز اکثر برنامه CXC فشار عملکرد در یک پاکت خارج از Cortex-A PPA است. به این دلیل است که تمام این افزایش عملکرد با هزینه ای همراه است. Cortex-X1 تا 1.5x برابر Cortex-A78 است. این بدان معناست که دارای PPA بدتر و همچنین راندمان انرژی بدتری است. بنابراین بعید به نظر می رسد در هر تلفن میان رده یا اقتصادی یافت شود، زیرا این امر احتمالاً محدود به تلفن های پرچمدار رده بالا خواهد بود. اجازه دادن به شرکاء یک CPU خاص برای نیاز بازارشان بین نقشه راه CPU-A Cortex-A تمایز قائل می شود.

در اینجا لازم به ذکر است که شرکای برنامه قادر نخواهند بود به طور مستقیم هر CPU را تحت برنامه CX شخصی سازی کنند. در عوض ، برنامه CXC در اصل جانشین مجوز “Built for Cortex” است ، جایی که ARM بنا به درخواست شرکا اصلاحاتی را انجام می دهد و IP CPU را برای فروش به شریک طراحی می کند. از این طریق ، ARM می گوید نیازهای اکوسیستم در حال گسترش را برآورده می کند.

کلاک هدف Cortex-X1 برابر 3GHz است. ARM از A76 3GHz را هدف قرار داده است و کلاک به ویژه قابل تحقق نیست. با آمدن تراشه آینده 5nm شرکت ARM امیدوار است که فروشندگان نهایتاً طراحی اصلی ARM را در 3GHz بفرستند. ARM خاطرنشان می کند که تمام برآوردهای عملکردی مبتنی بر SPECint2006 است که معیار استاندارد صنعت است.

چشم انداز

معرفی Cortex-X1 برای خریداران مشتاق گوشی های پرچمدار اندرویدی در سال 2021 هیجان انگیز است. برای اولین بار از سال 2013 و اپل A7 حالا ARM قادر خواهد بود از لحاظ عملکرد اوج ، به تراشه های سری A اپل نزدیک شود. حتی اگر Cortex-X1 با A14 مطابقت نداشته باشد ، نزدیک تر از هفت سال گذشته خواهد بود.

اسنپدراگون ۸۷۵ آتی احتمالاً Cortex-X1 و همچنین Cortex-A78 را به عنوان بخشی از “هسته اصلی” و “هسته عملکرد” ​​خود درج خواهد کرد. HiSilicon نمی تواند جدیدترین IP شرکت ARM را اتخاذ کند زیرا TSMC از عرضه تراشه های آن منع شده است ، بنابراین تلفن های هواوی امسال هسته های جدید CPU را ندارند و احتمالاً حتی اوایل سال آینده نیز نخواهد داشت. نکته قابل توجه ، سامسونگ از موقعیت جدی برخوردار است تا Cortex-X1 + Cortex-A78 را به عنوان بخشی از پرچمدار بعدی Exynos SoC ، که جانشینی Exynos 990 را به دست خواهد آورد ، اتخاذ کند. سامسونگ بیانیه ای را منتشر کرد که در آن گفته بود “بسیار هیجان زده” است. جهت جدید ARM با برنامه Cortex-X سفارشی. Cortex-X1 در واقع منکر عدم موفقیت سفارشی هسته های سامسونگ است. امید است سال آینده گوشی های گلکسی S21 / S30 با قابلیت Exynos سرانجام از نقص عملکرد اصلی یا جزئی CPU در برابر رقابت با قدرت Snapdragon عاری شوند.

سرانجام ، مشخص نیست که MediaTek Cortex-X1 را اتخاذ خواهد کرد یا خیر. جانشین دایمنسیتی 1000 ممکن است A78 را اتخاذ کند ، یا می تواند برای اولین بار در دسته دسته X1 + A78 حرکت کند تا بتواند با Qualcomm رقابت کند. ما باید صبر کنیم تا ببینیم اوضاع در سال آینده چگونه اتفاق می افتد.

نظر شما چیست؟ فکر می کنید که آینده تراشه های اندرویدی بهتر از اپل خواهد بود؟