ARM ra mắt kiến trúc lõi Cortex-A77 và Mali-G77 dành cho smartphone cao cấp năm 2020

ARM, công ty sản xuất các kiến trúc và thiết kế tập lệnh cho những con chip di động mà chúng ta sử dụng trên smartphone ngày nay, vừa ra mắt bộ kiến trúc di động mới, dành cho các thiết bị cao cấp trong năm 2020, bao gồm phần nhân CPU Cortex-A77 và phần đồ hoạ Mali-G77.

Điểm nổi bật của A77 đó chính là việc được cải thiện 20% hiệu năng IPC, giúp nó nhanh hơn khi xử lý các tác vụ năng. Hầu hết các thiết kế SoC (System on chip), từ Qualcomm, Apple hay Samsung, đều có 2 đến 4 nhân mạnh như Cortex-A77 và kết hợp với những nhân tiết kiệm điện để xử lý những tác vụ cơ bản.

Với việc mỗi nhân A77 mạnh hơn nhiều so với “người đàn anh”, ARM cam kết cung cấp sự linh hoạt trong thiết kế hơn. Họ đưa ra cho một ví dụ cho The Verge rằng những con chip có hiệu năng mạnh hơn trong tương lai sẽ chỉ có 2 nhân. Điều này sẽ tạo ra nhiều khoảng trống hơn để cải thiện các thành phần khác nằm bên trong SoC, ví dụ như phần cứng xử lý hình ảnh hay AI.

CPU Mali-G77

Bifrost được công bố hồi năm 2016 với G71. Valhall là một phiên bản thiết kế với khá nhiều sự thay đổi, hứa hẹn tiết kiệm năng lượng hơn 30%, mật độ hiệu suất cao hơn 30%, ngoài ra còn cải thiện tốc độ xử lý các tác vụ machine learning đến 60%.

Như vậy, những chipset sử dụng nhân G77 ra mắt vào cuối 2019 và 2020 sẽ có hiệu năng cao hơn 40% so với thế hệ trước , dù cho quy trình sản xuất chỉ cải thiện đôi chút (tù 7nm thế hệ đầu sang 7nm thế hệ tiếp theo là một thay đổi tương đối nhỏ).

Để đạt được kết quả này, ARM đã chuyển mô hình thực thi từ 4-wide hoặc 8-wide sang 16-wide (trong khi đó, GPU của Nvidia là 32-wide, của AMD là 64-wide). Chúng được gọi là “warps”, tương tự  như một thread trên CPU, tức một nhân G77 sẽ thực thi được số lượng công việc gấp đôi so với một nhân G76 (tất nhiên mọi thứ phức tạp hơn thế, ở đây chúng ta chỉ cần biết rằng các thiết kế GPU với ít nhân hơn từ nay sẽ mạnh mẽ hơn trước nhiều)/

ARM đã thiết kế những đơn vị xử lý bề mặt (texture unit) có thông lượng gấp đôi so với những đơn vị trên thiết kế đời trước.

CPU Cortex-A77

Cortex-A77 được phát triển dựa trên thiết kế A76 và hứa hẹn sẽ cải thiện hiệu năng đến 20% dù chạy ở cùng xung nhịp.

Nhân A77 mới này được tích hợp thêm một ALU thứ tư, tăng tốc độ thực thi integer lên tối đa 50%. Nó có thể thực hiện những tác vụ đơn giản (cộng/ trừ) trong một chu kỳ đơn và đã được cải tiến để thực hiện những tác vụ phức tạp (nhân) trong 2-3 chu kỳ (nhân cũ cần đến 4 chu kỳ).

ARM còn cải thiện độ chính xác của bộ phận dự báo nhánh và thêm một cổng dự báo thứ hai, giúp đưa dữ liệu đến ALU mới nhanh nhất có thể. Một đường AES thứ hai cũng được thêm vào để tăng tốc mã hoá và giải mã.

Động thái này chứng minh rằng ARM không muốn “giậm chân tại chỗ” và luôn mong muốn duy trì vị trí tiên phong của mình. Có rất nhiều công nghệ ở hiện tại đang sử dụng các sản phẩm của công ty, bao gồm 5G, IoT, Al hay thậm chí là công nghệ lái xe tự động. Dĩ nhiên, chúng cũng phải cần đến những con chip có tốc độ nhanh và hiệu quả. Đó là lý do mà ARM luôn phát triển những kiến trúc mới nhất. Và ARM kỳ vọng, Cortex-A77 và Mali-G77 sẽ được tích hợp trên những vi xử lý của các thiết bị cao cấp trong năm 2020.