Arm revela arquitetura Armv9.2 e núcleos Cortex-X4, Cortex-A720 e Cortex-A520 para futuros processadores móveis

A British Arm revelou uma nova plataforma para chipsets móveis – Arm Total Compute Solutions 2023 (TCS23), e a taiwanesa MediaTek já anunciou que pretende usá-la em produtos de próxima geração. A plataforma inclui novos núcleos de computação Cortex-X4, Cortex-A720, Cortex-A520 com arquitetura Armv9.2 e núcleos gráficos Immortalis-G720, Mali-G720 e Mali-G620.

Arm disse que, ao melhorar a eficiência energética do Cortex-A720, os licenciados de sua arquitetura poderão usar mais núcleos intermediários e menos núcleos de baixa eficiência do que antes. Em outras palavras, o cluster pode usar o A720 como o carro-chefe principal, o grande X4 que consome muita energia para tarefas com uso intensivo de recursos e um pequeno número de pequenos A520 para trabalho econômico em segundo plano.

Portanto, embora a configuração típica seja um X4, três A720s e quatro A520s, alguns clientes poderão criar pacotes 1+5+2 dependendo das cargas de trabalho e consumo de energia esperados.

De acordo com Arm, o Cortex-X4 é “seu processador mais rápido já feito”. Possui um aumento de desempenho de 15% em relação à geração anterior, consumindo 40% menos energia. O Cortex-X4 também recebeu um cache L2 de 2 MB aumentado. Mas o aumento de desempenho não se deve apenas a isso, mas também a melhorias na seleção de instruções. Arm diz que o Cortex-X4 poderia ser feito no processo 3nm N3E da TSMC, por exemplo, o que dá uma ideia de que tipo de soluções esse núcleo de processador poderia ser visto.

As melhorias também afetaram outros núcleos. Comparado com o Cortex-A715 do ano passado, o Cortex-A720 de núcleo médio obteve um aumento de 20% na eficiência de energia para o mesmo desempenho (ou desempenho no mesmo nível de consumo de energia), devido à recuperação mais rápida do pipeline devido à previsão incorreta da ramificação, bem como latência reduzida ao acessar o cache L2.

O Cortex-A520, por sua vez, oferece desempenho 8% maior e consumo de energia 22% menor em relação ao Cortex-A510 do ano passado. O Cortex-A520 tem a menor potência elétrica e área entre os núcleos Armv9.2 e é baseado em uma microarquitetura de núcleo compartilhado onde dois núcleos compartilham o cache L2. Além disso, alguns recursos foram removidos do Cortex-A520 para reduzir o consumo de energia, como o terceiro pipeline ALU.

As velocidades de clock esperadas são de cerca de 4 GHz para o Cortex-X4, 2,5 GHz a 3 GHz para o Cortex-A720 e 2 GHz a 1,5 GHz para o Cortex-A520.

“O novo DSU-120 Unified Core Cluster da Arm agora tem suporte para até 32 MB de cache L3 compartilhado, bem como novos modos de energia para ajudar a reduzir as correntes de fuga. Por exemplo, ele tem a capacidade de colocar a memória em um estado de baixa energia quando os núcleos do processador estão ociosos. Além disso, o DSU-120 permite configurações de núcleo mais flexíveis com qualquer combinação de Cortex-X4, Cortex-A720 ou Cortex-A520, incluindo até dez configurações Cortex-X4 e quatro Cortex-A720 adequadas para notebooks.”

Em termos de gráficos, o TCS23 apresenta a arquitetura Arm de quinta geração. As soluções baseadas nele incluem Immortalis-G720, Mali-G720 e Mali-G620. Essas GPUs são essencialmente o mesmo design, a diferença está no número de núcleos shader que os licenciados escolhem. O Mali-G620 tem cinco núcleos ou menos, o Mali-G720 tem de seis a nove núcleos e o Immortalis-G720 tem mais de 10 núcleos (com um limite superior de 16 núcleos). Além disso, o Immortalis deve incluir uma unidade de rastreamento de raios de hardware.

A principal atualização nesta geração de gráficos é o Deferred Vertex Shading (DVS). Isso significa que a maior parte do trabalho duro de renderização é adiada até que a geometria seja concluída, ponto em que todas as superfícies ocultas podem ser descartadas em vez de desenhadas. Arm afirmou que isso foi implementado para lidar com a crescente complexidade das cenas nos jogos e possibilitar a execução de aplicativos 3D de próxima geração em dispositivos móveis. Outra vantagem do DVS é que ele requer 40% menos largura de banda de memória para rodar, o que leva à economia de energia: as novas GPUs devem ser, em média, 15% mais eficientes em termos de energia do que a geração anterior. Ao mesmo tempo, a Arm reivindica um aumento de 15% no desempenho máximo em relação à geração anterior, mas não compara suas novas GPUs a nenhum concorrente.

Recorde-se que a Arm não fabrica os seus próprios chips, pelo que a plataforma TCS23 acabará por aparecer nas soluções finais dos licenciados. A Arm espera que os produtos da próxima geração cheguem ao mercado no início do próximo ano. A primeira empresa a anunciar sua intenção de mudar para a plataforma TCS23 foi a Mediatek.