【ARM Cache 系列文章 9 番外篇 -- ARMv9 系列 Core 介绍】

文章目录

- ARMv9 系列Core
- - ARM Cortex-A510 介绍
  - ARM Cortex-A715
  - ARM Cortex-A720

ARMv9 系列Core

2021年5月Arm公布了其最新3款CPU和3款GPU核心设计，三款新CPU分别是旗舰核心Cortex-X2、高性能核心Cortex-A710、高能效核心Cortex-A510 CPU，三款新GPU核心则覆盖高中端和入门级。

这是继2021年3月推出重要的创新——全新64位指令集Armv9、2021年4月推出基于Armv9的首个产品——面向数据中心的Neoverse N2之后，Arm首次展示基于Armv9设计的一系列面向消费级移动设备市场的新核心，这些新设计不仅性能大幅提升，而且增加新的安全性和人工智能（AI）功能。

Cortex-X2，它是Arm Cortex-X定制项目的一部分，允许合作伙伴帮助为其特定用例设计专用核心。作为Cortex-X1 的继任者，它也是Arm CPU产品线中强大的设计，可以用于笔记本电脑等大屏设备。Arm称，与Cortex-X1比，Cortex-X2的性能将提高16%，机器学习性能提升2倍；
Cortex-A710 “big” 核心比 Cortex-A78 提高10%的性能、30%的能效、2倍的机器学习性能；
Cortex-A510 “LITTLE” 高能效核心取代自2017年推出的Cortex-A55设计。与老款A55相比，其性能提升35%，能效提高20%，机器学习性能提升3倍。

高通骁龙888芯片，即采用 Arm Cortex-X1 和Cortex-A78的部分定制版本作为其四个“大”核心，并使用Cortex-A55设计作为其“LITTLE”核心。

X2、A510都将是纯64位，不再兼容32位，而A710会继续支持OL0 AArch32。其中，X2和A710的前端都改进了分支预测，精度更高，错误更少。

凭借 L3 缓存和丛簇设计 DSU-110 的特性，单一丛簇（cluster）最多可容纳8个X2 核心，并具有最大 16MB 的 L3快取能力。

ARM Cortex-A510 介绍

Cortex-A510是一个更大的微体系结构跳跃，因为它代表了Arm的 Cambridge CPU 设计团队的一项新的 CPU设计。A510 在改进 IPC的同时仍继续关注功率效率，并且也许最有趣的是，它保留了其有序的微体系结构特征。

A510则采用了一个混合核心微架构（merged core microarchitecture）新设计，可将2个A510组合成一个群组，单一CPU可由多个群组构成，从而实现更加弹性化的结构设计。两个核心对它们共享L2缓存系统以及它们之间的FP / NEON / SVE pileline。
在这里插入图片描述

ARM 的 Merged-Core Microarchitecture 是 ARM 设计的新型微架构。这种微架构的主要特点是将多个物理核心合并为一个逻辑核心，以提高处理器的能效和性能。

在Merged-Core Microarchitecture中，每个物理核心都可以独立运行指令，但是所有的物理核心都共享同一个指令流。这样，当某个物理核心空闲时，它可以被用来执行其他核心的指令，从而提高整体的处理器性能。

ARM Cortex-A715

2022年8月 Arm又推出了他们的大核Cortex-A715(也称为 Makalu)。A715 支持与 ARMv9.0 ISA 大致相同的几项增强功能。更关键的是，A715的所有Exception Level都是仅支持AArch64（完全放弃了 32 位支持）。A715 的设计原则与之前的大核心相似：以更高的比率提高性能，而不是影响功率和面积。在这次迭代中，性能重点放在了整体改进上，而没有显着拓宽pipeline 或extending its depth。最后，Arm 工程师引入了受早期 Cortex-X 设计启发的有针对性的改进，例如分支预测器和预取增强功能。

A715 的另一项改进是引入了 3 阶段预测方案以实现快速周转。以前，Arm 具有快速的 L0 0 周期预测和较慢的 2 周期预测结构，而在 A715 中，Arm 将其分解为三个阶段，采用新的 1 周期周转中间结构，从而减少了获得预测的延迟。

随着更高容量的分支预测器产生更高的分支请求带宽，可能会遇到更多获取两个单独指令流的实例。为了适应这一点，A715 现在支持更高的指令高速缓存查找带宽，最高可达标签/周期的两倍。