ARM a tutta sui 64 bit con i core Cortex-X4, Cortex-A720 e Cortex-A520

Cortex-X4, Cortex-A720 e Cortex-A520 - ma anche DSU-120 - sono le principali novità svelate dalla britannica ARM nelle scorse ore. Si tratta delle architetture che plasmeranno i SoC per smartphone, ma non solo, che vedremo prossimamente. I progetti nascono per sfruttare in particolar modo il processo produttivo a 3 nanometri.

Il passaggio completo al set di istruzioni AArch64 a 64-bit e alcuni miglioramenti per migliorare prestazioni ed efficienza sono le principali direttrici seguite dal colosso del chip mobile. Con l'ISA Armv9.2 la casa britannica elimina il supporto alle applicazioni a 32 bit, di conseguenza la società ha dovuto creare tre architetture - un core ad alte prestazioni, uno di medio livello e uno a basso consumo - per permettere ai propri clienti di creare un SoC totalmente a 64 bit.

Il core Cortex-X4 è il progetto di punta, pensato per garantire le massime prestazioni e superare quanto garantito dal già ottimo Cortex-X3. Forte di una cache L2 maggiorata, 2 MB contro 1 MB, il nuovo core è in grado di migliorare le prestazioni e tenere a bada i consumi.

Da un punto di vista architetturale, ARM è intervenuta sul front end, con una dispatch width 10-wide anziché 6/8-wide del Cortex-X3, e ha ridotto la lunghezza della pipeline da 11 a 10 cicli. La casa britannica ha anche riprogettato il sistema di fetching delle istruzioni per ottenere maggiore efficienza. Inoltre, è stata migliorata anche l'unità di brach prediction.

Nel back-end è stato incrementato il numero di ALU da 6 a 8: sei sono ALU semplici per processare micro-ops a singolo ciclo, le altre due sono ALU complesse per processare istruzioni a due e più cicli. Questi sono però solo alcuni degli interventi, ve ne sono una miriade.

Cortex-A720 è probabilmente il meno innovativo del trio, in quanto già il Cortex-A715 era a 64 bit. Le migliorie apportate consentono anche in questo caso di migliorare le prestazioni di un 15% alla medesima frequenza rispetto al predecessore, a seconda del carico di lavoro. Rispetto al core dello scorso anno l'efficienza è stata migliorata del 20% grazie a una revisione del frontend.

Sulla stessa linea anche il Cortex-A520, quello pensato per garantire un'elevata efficienza. ARM assicura proprio grandi passi avanti nell'efficienza, con un +22% rispetto al Cortex-A510 fermo restando lo stesso processo produttivo e frequenza operativa. A parità di consumo, invece, A520 dovrebbe essere l'8% più performante.

La DynamIQ Shared Unit-120 (DSU-120) è il nuovo "core complex" che permetterà di creare SoC basati sui vari core di cui vi abbiamo parlato al fine di aggredire ambiti maggiormente multi-thread. Rispetto al passato supporta fino a 14 core, anziché 12, e fino a 32 MB di cache L3 condivisa, il doppio rispetto alla DSU-110.

A seconda quindi che il SoC nasca per l'ambito notebook o smartphone, i partner di ARM avranno molteplici possibilità di configurazione: nei chip più complessi si potranno integrare fino a 4 core Cortex-X4, altrettanti Cortex-A720 e ben 6 Cortex-A520.

Da segnalare, infine, che ARM ha annunciato anche la GPU Immortalis-G720, anch'essa in grado di migliorare le prestazioni del 15% e l'efficienza livello di sistema del 40% grazie a un uso minore della bandwidth di memoria.