ARM在2017臺北國際電腦展前夕宣布推出基于ARM DynamIQ技術(shù)的全新處理器,包括ARM Cortex-A75處理器、ARM Cortex-A55處理器和ARM Mali-G72 圖形處理器,旨在進一步加速提升人工智能體驗。

多年功臣A53終于更新
沿用多年的big.LITTLE架構(gòu)被更新為DynamIQ多核技術(shù),常規(guī)更新包括了大核部分的Cortex-A75以及小核部分的Cortex-A55;在大核更新了Cortex-A72、A73兩代之后,應(yīng)用極為廣泛、3年內(nèi)出現(xiàn)在15億臺終端里的小核部分A53也終于換代了。當(dāng)然,同期公布的還有新的GPU架構(gòu)Mali-G72。
Cortex-A75、A55各自相比上代性能提升
簡單粗暴地說,性能上以最接地氣的GeekBench?4來看,大核新架構(gòu)也就是A75的性能是原來A73的1.34倍,小核A55是原來A53的1.21倍。

全新多核技術(shù)DynamIQ造就單從集八核
2011年big.LITTLE成為全球首次應(yīng)用于手機市場的異構(gòu)處理技術(shù),該技術(shù)的架構(gòu)包括一個高性能“大”(big)CPU集群和一個高效率“小”(LITTLE)CPU集群,它們之間通過一致互聯(lián)實現(xiàn)連接。在該架構(gòu)上運行的軟件(全局任務(wù)調(diào)度)可以將正確的應(yīng)用程序任務(wù)調(diào)度到正確的CPU上。
多年以來,CPU不斷推陳出新,以實現(xiàn)更多功能、更強性能和更高能效。軟件層也得到了更新,引入了更加智能化的任務(wù)調(diào)度算法。然而,在此期間,硬件技術(shù)架構(gòu)基礎(chǔ)卻基本保持不變,仍是大小兩個(或多個)CPU集群。
big.LITTLE與DynamIQ
盡管“大”CPU和“小”CPU的潛在組合方式保持不變,DynamIQ卻帶來了一種可以改變異構(gòu)處理格局的新型技術(shù)架構(gòu)。它的做法是將大小兩個集群合并,從而形成一個兼具大小CPU、完全集成化的CPU集群。使用DynamIQ技術(shù)構(gòu)建的big.LITTLE設(shè)計被稱為DynamIQ?big.LITTLE。

DynamIQ?big.LITTLE技術(shù)在CPU集群中引入了智能化功耗功能,有助于在一定發(fā)熱量之內(nèi)最大限度地發(fā)揮性能。
雖然用戶體驗由于應(yīng)用程序的不斷發(fā)展而不斷變化,但是有一件事情始終不變:用戶體驗在響應(yīng)速度上十分依賴于單線程計算性能。諸如人工智能(AI)和增強現(xiàn)實(AR)之類的高級用途將對用戶體驗不斷提出更高要求。
然而,手機市場很快就提醒我們:發(fā)熱量限制了設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)的性能大小。熱效率問題的范圍已經(jīng)超出了手機市場,它在汽車和筆記本電腦等其他市場也是不容忽視的一大因素。
為了克服該問題,big.LITTLE依靠動態(tài)電壓/頻率調(diào)節(jié)(DVFS)等技術(shù),可以實現(xiàn)兩個互補的性能域,其中每個性能域都能一致地調(diào)節(jié)電壓和頻率。
而DynamIQ通過在單個集群中支持多個可配置的性能域,進一步發(fā)展了該技術(shù)。這些性能域由單個或多個ARM?CPU組成,可以在性能和功耗方面進行調(diào)節(jié),并獲得更佳的精細程度,比以前的Cortex-A四核心集群在調(diào)節(jié)精度方面可獲得多達4倍的提升。
先進電源管理實現(xiàn)更高能效
在監(jiān)控管理系統(tǒng)升級后,大小CPU之間所有任務(wù)轉(zhuǎn)移現(xiàn)在都可以通過共享內(nèi)存在單個CPU集群之內(nèi)進行,從而提升了能效。共享數(shù)據(jù)在“大”CPU和“小”CPU之間的轉(zhuǎn)移也可以在單個集群之內(nèi)進行。從系統(tǒng)角度來看,這減少了數(shù)據(jù)流量,從而減少了功耗,帶來了整體系統(tǒng)效率的優(yōu)勢。

配置上以后的中端產(chǎn)品也不再需要像以往全部采用小核心,而是可以采用1大+7小的配置,以幫助中端產(chǎn)品應(yīng)對更復(fù)雜的應(yīng)用場景。
此外,DynamIQ?big.LITTLE系統(tǒng)還受益于在CPU集群中可配置更大的緩存空間。該緩存空間大小是完全可配置的,進而可以在集群內(nèi)進行更大量的異構(gòu)處理,這樣可以減少對外部存儲器的訪問,從而減少運行某些應(yīng)用程序時系統(tǒng)使用的功耗。

這也意味著減少了CPU的數(shù)據(jù)等待時間,從而在降低功耗的同時提高性能。
DynamIQ?big.LITTLE還采用了DynamIQ技術(shù)的先進電源管理功能。DynamIQ系統(tǒng)的設(shè)計能夠加快在不同CPU電源狀態(tài)(例如開機、關(guān)機和休眠)之間的轉(zhuǎn)換速度。這縮短了CPU進入待機模式或掉電模式所花費的時間,從而讓進/出待機狀態(tài)的轉(zhuǎn)換更加高效。此外,還有一項自動內(nèi)存功耗管理功能,它可以根據(jù)CPU上運行的應(yīng)用程序的類型,智能地調(diào)整集群中可用的本地內(nèi)存量。
總而言之,big.LITTLE改進了受限環(huán)境中的功耗和熱效率問題,提高了設(shè)備的計算能力,從而為消費者提供了更豐富的用戶體驗。DynamIQ技術(shù)讓我們站在了一個全新的異構(gòu)處理時代。更加重要的是DynamIQ?big.LITTLE提高了AR和VR等高性能高級用途的效率。
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