單 Cluster 最多可容納 8 核心, ARM 發表更彈性的 DynamIQ 多核設計

ARM 稍早在北京的技術說明會上發表了全新的 DynamIQ 多核設計,包括最新的 ARMv8.2 指令集可支援此設計,作為 ARM 未來 Cortex-A 多核設計的新技術; DynamIQ 不僅是作為使能源效率更合理的分配技術,同時使多核心的配置方式更彈性,除多個獨立核心 Cluster ,甚至可構成如 1+3 、 1+7 等彈性的雙 Cluster 配置,此技術不僅只為了手機,更是為人工智慧、輔助駕駛技術所開發。

目前 ARM 仍未發表基於 ARMv8.2 指令集的新式 Cortex-A 微架構核心,預計在 2018 年後可見 DynamIQ 技術用於新式應用處理器產品。

在 2011 年發表的 big.LITTLE 大小核設計是 ARM 在行動裝置邁向高效能運算世代的重要技術,不過 big.LITTLE 也有較多的設計限制,像是最多兩個 Cluster 、每個 Cluster 最多 4 核心等,故像是聯發科為了使能源分配更合理,採取獨特的三叢集設計使工作分配,不過無論 big.LITTLE 或是三叢集,都是基於整數核心群的配置方式。

DynamIQ 相較 big.LITTLE 是相當大幅度的變化,原本 big.LITTLE 的 Cluster 需要採用相同架構且同時脈的核心設計,最多僅能在單一 Cluster 搭載 4 核心;但 DynamIQ 的單 Cluster 不僅是提升到最多 8 核心,同時還可彈性的配置不同效能特性、不同時脈的核心,同時針對每個核心獨立的進行時脈管理,並依照任務分配最適合的核心,同時核心任務切換效率也大幅提升。

而 DynamIQ 則是全新的 Cluster 設計,單一 Cluster 提升到最多 8 核心,並且不受限使用同架構的核心、同時脈的核心配置,可建構出高運算力與節能兼具的核心,針對人工智慧複雜的運算需求,透過專屬指令集與最佳化程式庫最佳化,採用 DynamIQ 的 Cortex-A 處理器相較 Cortex-A73 提升達 50 倍人工智慧效能並縮減 10 倍 SoC 內 CPU 與加速器的溝通時間。

至於原本的大小核設計也在 DynamIQ 發表後,昇華到 DynamIQ big.LITTLE 設計,基本上筆者解釋此技術是為了符合智慧裝置的特性以及系統對多 Cluster 的支援狀況所規劃,一樣使用雙叢集的原則,但相較目前的 big.LITTLE ,大核與小核不僅可混搭不同架構,即便是同一個 Cluster 內採用相同架構的核心亦可配置不同的時脈,使能源管理與叢集轉換變得更簡易。

相較於目前的 big.LITTLE , DynamIQ big.LITTLE 透過彈性的 Cluster 設計,可使同一個 Cluster 內利用不同效能核心的配置使工作流能夠更精確的分配到合適的核心,使能源更有效的被利用與分配,同時亦能如 big.LITTLE 一樣以叢集切換、多叢集協作等方式在需要高效能運算時提升整體運算力。

此外為了如機器人、先進物聯網設計、車載輔助系統的安全性需求, DynamiQ 也具備高度安全性,符合 ASIL-D 標準系統,能夠使架構在發生故障的情況下安全的運作。

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