Inhalt

• Erwarten Sie 20-30 Prozent mehr Leistung der nächsten Generation
• Der Cortex-A77 baut auf dem A76-Design auf
• Valhall ist eine wesentliche Änderung an den GPUs von Arm
• Mali-D77 löst einige große VR-Probleme
• Arm ist heiß auf maschinelles Lernen, bleibt aber leise

Nach unserem Briefing auf dem Arm Tech Day 2019 und gleichzeitig mit dem Start der Computex 2019 hat Arm zwei wichtige Neuheiten in der CPU- und GPU-Palette vorgestellt. Der Arm Cortex-A77 setzt neue Maßstäbe bei der Leistung von High-End-CPUs. Die neue Flaggschiff-GPU Mali-G77 markiert den Beginn einer neuen Grafikarchitektur, da Valhall Bifrost ersetzt. Nein, das ist kein Tippfehler. Die moderne skandinavische Schreibweise hat am Ende kein "a". Wer wusste?

Wenn Sie alle Details wissen wollen, sollten Sie unbedingt unsere Tiefen-Tauchgänge auf der Cortex-A77 und der Mali-G77 ausprobieren. Wenn Sie die wichtigsten Erkenntnisse aus den neuesten Ankündigungen von Arm gleich hinter sich haben, sind Sie hier genau richtig.

Erwarten Sie 20-30 Prozent mehr Leistung der nächsten Generation

Prozessoren der nächsten Generation zielen stets auf eine bessere Leistung ab, ohne den Stromverbrauch zu erhöhen. Der neue Cortex-A77 strebt eine Leistungssteigerung von rund 20 Prozent gegenüber dem Cortex-A76 an, wenn er die gleichen Verarbeitungsknoten und Taktraten verwendet. Dies gilt auch, wenn Sie die gleiche Leistungshülle und eine geringfügig größere Siliziumfläche einhalten. Wir konnten ein paar Prozentpunkte mehr Verbesserungen feststellen, wenn SoCs auf verbesserte 7-nm-Prozesse umstellen, aber für das nächste Jahr sind es etwa 20 Prozent.

Der Mali-G77 reagiert etwas aggressiver auf Leistungssteigerungen. Die neue GPU-Architektur bietet eine um 30 Prozent bessere Energieeffizienz und Leistungsdichte als das Mali-G76. Die Hersteller könnten sogar mehr GPU-Silizium einsetzen, um die Leistung weiter zu steigern. Unter Berücksichtigung dieser Tatsache und neuer Prozessverbesserungen erwartet Arm, dass die Leistung des Mali-G77 bis zu 40 Prozent über der des G76 liegen kann. Das ist eine ziemlich große Sache, da Qualcomm Adreno im Moment einen Leistungsvorsprung im Mobilbereich einnimmt.

Der Cortex-A77 baut auf dem A76-Design auf

Der Arm Cortex-A77 ist ein direkter Nachfolger des letztjährigen High-End-Cortex-A76. Wir werden mit ziemlicher Sicherheit vier dieser neuen CPUs in 2020s Flaggschiff-Smartphones sehen, gepaart mit vier Cortex-A55 mit Energieeffizienz.

Die größten Änderungen an der Mikroarchitektur finden sich im Verzweigungsvorhersage-Cache und in der verbesserten Fähigkeit, sechs von vier Befehlen pro Zyklus zu verarbeiten. Es gibt auch eine neue ALU- und Verzweigungseinheit im Ausführungskern. Wenn man das Technobabble ignoriert, ist es wichtig zu verstehen, dass der Cortex-A77 darauf abzielt, die CPU für einen schnelleren Durchsatz besser mit Daten zu versorgen. Dies wird erreicht, indem Engpässe in den frühesten Stadien der CPU-Hardware verringert und die Anzahl der Ausführungen erhöht werden, die der Kern gleichzeitig verarbeiten kann.

Breiter Durchsatz war schon beim Cortex-A76 das A und der A77 verbessert diese Formel weiter. Eine genauere Erklärung der technischen Änderungen finden Sie im Deep Dive.

Valhall ist eine wesentliche Änderung an den GPUs von Arm

Während der Cortex-A77 ein iteratives CPU-Design ist, ist der Mali-G77 ein brandneues GPU-Design von Arm. Bifrost ist aus und Vahall ist ein und die Leistung kann dadurch um bis zu 40 Prozent gesteigert werden.

Der Schlüssel zu den Verbesserungen des Mali-G77 liegt in der Ausführungseinheit. Anstatt drei (oder zwei im Fall des Mali-G52) Ausführungseinheiten in jedem Kern mit Bifrost zu betreiben, verfügt der Mali-G77 nur über einen einzigen neuen Ausführungskern mit zwei verbesserten Verarbeitungseinheiten. Es gibt auch einen neuen Quad Texture Mapper und spezielle Anweisungen für maschinelles Lernen, mit denen die Leistung um 60 Prozent gesteigert werden kann.

Der Mali-G77 wird in Kernkonfigurationen von 7 bis 16 Kernen angeboten. Smartphone-Designs werden wahrscheinlich irgendwo in der Mitte liegen, da jeder Kern ungefähr die gleiche Größe hat wie das G76. Aufgrund des neuen Kerndesigns wird es schwieriger, die Leistung zwischen den Generationen nur anhand der Kernanzahl zu vergleichen.

Mali-D77 löst einige große VR-Probleme

Der Mali-D77-Displayprozessor wurde vor ein paar Wochen angekündigt. Schauen Sie sich also unbedingt unsere Berichterstattung an. Das Mali-D77 wurde speziell für Virtual-Reality-Headsets entwickelt. Es wird nicht auf Smartphones angezeigt. Nichtsdestotrotz ist es eine interessante Technologie, mit der sich die Leistung auf dem VR-Markt deutlich verbessern lässt.

Dieser Anzeigeprozessor bietet Hardwareunterstützung für die Neuprojektion von Bildern und asynchrone Zeitverzerrung, um die Latenz bei Bewegungsaktualisierungen zu verringern und Bewegungsstörungen zu bekämpfen. Die D77 führt auch eine Objektivkorrektur durch und behebt chromatische Aberrationen, ohne dass GPU-Zyklen erforderlich sind. Dadurch werden bis zu 15 Prozent der GPU-Ressourcen für höhere Bildraten frei.

Arm ist heiß auf maschinelles Lernen, bleibt aber leise

Wir alle wissen, dass Arm einen eigenen Prozessor für maschinelles Lernen hat, aber das Unternehmen verbirgt einen Großteil seiner geheimen Soße. Was wir wissen, ist, dass jeder maschinelle Lernkern einen Durchsatz von 4 TOPS bietet, sodass Sie mit zwei oder drei Kernen in die A12-Produktreihe von Apple eingestuft werden. Der Kern besteht aus einer großen FMA-Recheneinheit (Fused Multiple Accumulate) und einem zweiten Universal-Kern, der auf einem mit 1 MB SRAM gepaarten Arm-Mikrocontroller basiert. Das Unternehmen würde jedoch nicht sagen, ob dieser Kern in Bezug auf die Leistung näher an einem Cortex-M0 oder M7 liegt.

Die auf bis zu 32 Kerne skalierbare Hardware für maschinelles Lernen von Arm ist für Anwendungen und Telefone mit sehr geringem Stromverbrauch bis hin zur Cloud-Verarbeitung ausgelegt. Das Unternehmen arbeitet mit einigen Partnern zusammen, aber wir müssen nur abwarten, ob Namen jemals veröffentlicht werden.

All-in-all Arm erweitert weiterhin die Leistungsgrenzen im Low-Power-Bereich. Mit diesem Streben nach höherer Leistung steigt das Unternehmen zunehmend in den Markt für Laptops ein, und diese angeschlossenen Laptops sind definitiv Teil der Roadmap. Bei Arm geht es jedoch nicht nur um rohe Kraft. Das Unternehmen verbessert weiterhin die heterogenen Rechenkapazitäten seiner Prozessoren, sodass neuronale Netzwerke und andere rechenintensive Aufgaben effizient auf CPU, GPU, DPU und maschinellen Lernprozessoren ausgeführt werden können. Selbstverständlich werden die Smartphone-SoCs im nächsten Jahr noch besser sein als je zuvor.