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ARM Cortex-A78

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ARM Cortex-A78
產品化2020
設計團隊安謀控股
指令集架構ARMv8-A
擴展指令集ARMv8.1-A, ARMv8.2-A, 密碼學, RAS, ARMv8.3-A LDAPR
核心數量1–4個為一個叢集
一級快取32–64 KB
二級快取256–512 (private L2 ECC) KiB
三級快取Optional, 512 KB to 4 MB (up to 8 MB) with Cortex-X1
CPU主頻範圍至 3.0 GHz(手機平台), 3.3 GHz(平板電腦/筆記型電腦) 
上代產品ARM Cortex-A77
繼任產品ARM Cortex-A710
相關產品ARM Cortex-X1

ARM Cortex-A78是一個基於ARMv8.2-A64位元指令集架構設計的中央處理器以及ARM核心[1]。由安謀控股旗下奧斯汀設計中心的奧斯汀團隊設計[1]

設計

ARM Cortex-A78是ARM Cortex-A77的繼任產品,比上一代節能多達50%。A78可以與 DynamIQ技術中的ARM Cortex-X1ARM Cortex-A55配對,以提供較高的效能和能效比[2]

ARM Cortex-A78擁有四條超純量亂序執行解碼流水線並包含1.5K macro-OP(MOPs)快取。A78每個週期可以獲取4條指令和6Mops,並且每個週期可以重新命名和調度6Mops和13µops(Micro-operation)。亂序執行窗口大小為160位元,後端有13個執行端,流水線深度為13個階段,執行延遲(execution latencies)為10個階段[3][4]

標準ARM Cortex-A78方案在 2.1 GHz (5 nm) 的情況下,比上一代Cortex-A77

  • 效能提高7%
  • 功耗降低4%
  • 面積減少5%,令在四核叢集的情況下提供給GPU和NPU區域面積增加了15%。

ARM Cortex-A78支援ARM DynamIQ技術,令在設計多核產品時更加靈活和增加擴展性。L1快取可以從64KB減至更小的32KB。為了抵消更小L1主記憶體所帶來的影響,分支預測器需要更好地覆蓋不規則的搜尋模式,並且能夠在每個週期跟蹤兩個採用的分支,從而減少L1快取未命中的問題並有助於隱藏流水線氣泡(pipeline bubbles)以保持核心持續運作。與A77相比,流水線長了一個週期,並且是每週期6條指令的設計。這確保A78可以達到3GHz左右的時脈頻率

ARM還在A78的執行單元中加個整數乘法單元和一個額外的負載位址生成單元 (Address Generation Unit,AGU),以將數據負載和帶寬都增加50%。A78的其他優化包括增加融合指令[5]指令調度程式暫存器重新命名結構重排序緩衝區的效率。

L2快取最高可達512KB,並具有雙倍帶寬以提高效能,而L3快取最高可達4MB,是前幾代 Cortex-A產品的兩倍。動態共享單元 (Dynamic Shared Unit,DSU) 還允許和共享ARM Cortex-X1 8MB組態[6][7][8][9]

對外授權

ARM Cortex-A76可作為半導體IP核授權給被許可方(例如高通聯發科),其設計使其適合與其他IP核心(例如 GPU數位訊號處理器(DSP)、顯示控制器)整合到一個片上系統(SoC)中。

上市產品

2020年11月,Cortex-A78首次用於三星Exynos 1080以及之後的2020年12月的三星Exynos2100[10][11]。驍龍888中使用的是客製化Kryo680 Gold核心並基於Cortex-A78微架構

上市產品分別還有:

參考資料

  1. ^ 1.0 1.1 Cortex-A78. Arm Developer. [2020-07-01]. (原始內容存檔於2021-11-10) (英語). 
  2. ^ Triggs, Robert. Arm Cortex-X1 and Cortex-A78 CPUs: Big cores with big differences. Android Authority. 2020-05-26 [2020-06-15]. (原始內容存檔於2022-03-31) (美國英語). 
  3. ^ Frumusanu, Andrei. Arm's New Cortex-A78 and Cortex-X1 Microarchitectures: An Efficiency and Performance Divergence. www.anandtech.com. [2020-06-17]. (原始內容存檔於2022-04-08). 
  4. ^ Arm Unveils the Cortex-A78: When Less Is More. WikiChip Fuse. 2020-05-26 [2020-06-17]. (原始內容存檔於2022-04-19) (美國英語). 
  5. ^ Macro-Operation Fusion (MOP Fusion) - WikiChip. [2022-03-22]. (原始內容存檔於2021-02-27). 
  6. ^ Frumusanu, Andrei. Arm's New Cortex-A78 and Cortex-X1 Microarchitectures: An Efficiency and Performance Divergence. www.anandtech.com. [2020-06-17]. (原始內容存檔於2022-04-08). 
  7. ^ Arm Unveils the Cortex-A78: When Less Is More. WikiChip Fuse. 2020-05-26 [2020-06-17]. (原始內容存檔於2022-04-19) (美國英語). 
  8. ^ Triggs, Robert. Arm Cortex-X1 and Cortex-A78 CPUs: Big cores with big differences. Android Authority. 2020-05-26 [2020-06-15]. (原始內容存檔於2022-03-31) (美國英語). 
  9. ^ ARM's Cortex-A78 CPU and Mali-G78 GPU will power 2021's best Android phones. www.theverge.com. 26 May 2020 [2020-06-15]. (原始內容存檔於2022-04-19) (英語). 
  10. ^ Frumusanu, Andrei. Samsung Announces Exynos 1080 - 5nm Premium-Range SoC with A78 Cores. www.anandtech.com. [2020-11-13]. (原始內容存檔於2022-04-19). 
  11. ^ Exynos 1080 5G Mobile Processor: Specs, Features | Samsung Exynos. Samsung Semiconductor. [2021-01-11]. (原始內容存檔於2021-10-29) (英語).