Arm 推出 Cortex-A78 CPU 、 Cortex-X Custom CPU 、 Mali-G78 GPU 與 Ethos-N78 NPU 等新 IP ,為 5G 帶來數位沉浸新體驗

2020.05.27 02:14PM
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Arm 一口氣公布了多款新世代 IP ,包括 Cortex-A78 CPU 、 Cortex-X Custom CPU ( XCX CPU ) 、 Mali-G78 GPU 與 Ethos-N78 NPU ,皆為下一代高階行動運算、高階嵌入式、高效能運算與 XR 晶片提供更進一步的 CPU 、 GPU 與 AI 效能,其中此次也首度針對客戶需求提供新式的客製化方案 Cortex-X Custom CPU ,依循此計畫的 Cortex-X1 較常規核心提高 30% 峰值性能。

Cortex-A78

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▲ Cortex-A78 是針對行動裝置特化的高效率 CPU IP

Cortex-A78 概念上近似 2016 年所發表的行動運算專用 IP  Cortex-A73 ,是以 Cortex-A77 作為基礎、旨在針對手機情境最佳化的行動運算平台 CPU IP ,藉由在微架構加入區域節電的方式改善能源效率,並透過針對頻寬與指令的更大規模分支預測提高性能,另外減少 L1-I 、 L1-D 等低效能且佔面積的結構,使其晶圓面積更具使用效率。

Cortex-A78 相較 Cortex-A77 可在 1W 能耗提升 20% 性能,也意味著能夠降低發熱;同時在相同的峰值性能對比 Cortex-A77 能夠降低 50% 能耗;同時針對機器學習對比 Cortex-A77 減少 8% 能耗、提升 10% 整體性能。而 Cortex-A78 也同樣支援 DynamIQ 技術,仍舊可搭配最多 4 個 Cortex-A78 與 4 個 Cortex-A55 。

Cortex-X Custom CPU

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▲ Cortex-X1 是第一款基於 Cortex-X Custom CPU 計畫的產物

Arm 原本就已經與高通合作,為其提供基於 Cortex 技術的半客製化 CPU 解決方案,不過 Arm 在此次也藉由發表活動正式公布客製化 CPU 解決方案 Cortex-X Custom ,且第一個站台的合作夥伴就是甫結束掉德州自主 CPU 架構研發的三星半導體,未來三星將採用此計畫的產物建構新一代 Exynos 。

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▲ XCX 基本上就是依照客戶需求嘉大各類快取、管線換取更高性能

Cortex-X Custom ( XCX )是由客戶針對功率與面積以及特殊需求,為其透過 Cortex 技術為基礎,提供客製化的 CPU IP 方案;而在此計畫的第一款客製化 IP Cortex-X1 相較 Cortex-A77 在峰值性能提升 30% ,同時對比做為基礎的 Cortex-A78 ,也進一步將單執行緒整數運算提高 22% ,同時在機器學習也比 Cortex-A77 提高 2 倍。

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▲將其中一個 Cortex-A78 換成 Cortex-X1 ,雖然會增加 15% 晶圓面積,但可換來 30% 峰值性能

藉由 Arm Cortex 與 DynamIQ 技術結合, Cortex-X1 仍舊可與 Cortex-A78 、 Cortex-A55 構成 DynamIQ ,能夠以一個 Cortex-X1 搭配三個 Cortex-A78 與 4 個 Cortex-A55 組成更具峰值效率,面積略增 15% 換來 30% 峰值效能的組合。

Mali-G78 & Mali-G68

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▲ Mali-G78 與 Mali-G68 皆為 Valhall 新世代架構 GPU IP

Mali-G78 是繼 Mali-G77 之後新一代的 Valhall 架構高效能 GPU IP ,性能較 Mali-G77 提升達 25% ,並提供更高性能的機器學習能力; Mali-G78 可最多以 24 核構成單一 GPU ,較 Mali-G77 的 16 核進一步提高數量,並且具備非同步設計、圖塊模組與增強型像素相依性追蹤等功能。

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▲ Mali-G78 是新一代高性能 GPU IP

非同步設計能夠進一步藉由針對內容運算的不同,針對內容運算動態調整 GPU 時脈, GPU 區塊中每個核心的性能,使其更具效率;而圖塊模組能夠降低複雜場景與材質的運算負擔;至於增強形的圖像素相依性追蹤可改善如煙霧、樹與草的效果運算負擔;透過這些技術的加持, Mali-G78 能夠更具效能,也同時具備更好的電池續航力。相較 Mali-G77 , Mali-G77 的性能密度提升 15% ,也強化 10% 的能源效率

另外 Arm 亦與 Google 、 Crytek 合作,透過 Vulkan API 與 Crytek 的 CRYENGINE ,使新一代的手機遊戲能呈現遊戲機等級的視覺效果。

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▲ Arm 也宣布新一代中高階 GPU IP Mali-G68

除了 Mali-G78 外, Arm 針對中高階設備需求,也宣布具備 Mali-G78 的圖塊模組、增強形的圖像素相依性追蹤功能的中高階 IP Mali-G68 ,最高可達 6 核心,適合建構兼具能源效率與一定性能的中高階平台。

Ethos-N78

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▲ Ethos-N78 為新一代 NPU 架構

Ethos-N78 是新一代的 NPU IP ,相較前一代同級產品提升 30% 面積效率,並提高 2 倍峰值效能與 25% 額外性能,同時可藉由頻寬壓縮技術省卻 40% 記憶體資料傳輸能耗,透過彈性的多核心架構,能提供 1TOPS 到 10TOPS 不等的 AI 運算性能。

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