Arm 新一代 big.LITTLE 不僅達到 12 核配置,理論上甚至容許 12 核 Cortex-X3 設計

2022.06.29 12:12PM

Arm 在 Total Compute Solutions 2022 大會公布第二世代 Armv9 指令集 CPU 微架構 Cortex-X3 與 Cortex-A715 ,筆者認為第二世代 Armv9 指令集 CPU 的誕生不僅帶來效能的世代增長,更重要的是 Arm 宣布新一代 big.LITTLE CPU 叢集技術將突破目前 8 核心上限,達到最高 12 核心組合,同時甚至可容納達 8 核 Cortex-X3 與 4 核 Cortex-A715 的組合,意味著 Arm 架構在消費級產品將具備更彈性的核心配置與更出色的效能。

在稍早台灣 Arm 團隊針對 Total Compute Solutions 2022 舉辦說明活動時,筆者也直接詢問新一代 big.LITTLE 的組合彈性,確認只要晶片商有意願,甚至能夠組成高達 12 核 Cortex-X3 的高效能 CPU 配置,但亦可採用 12 核 Cortex-A510 組成以節能多核為目的的 SoC 。

Arm 的 big.LITTLE 大小核技術是 Arm 在 2011 年智慧手機開始起飛時期提出的技術,借助定義高效能的大核以及小核,使 SoC 能視工作負載調度大核與小核; big.LITTLE 分為三種核心調度的典型配置,最基礎但效率也是相對差的大核與小核兩個叢級切換運作,以及將一定數量的大核與小核配置在同一個叢集後、以多個大小核叢集構成 CPU 組合,還有直接將最多 4 + 4 核配置在單一叢級內的異構叢級;作為 big.LITTLE 進化版的 DynamIQ 則是進一步使單一叢級內不僅配置異構大小核,還允許內部每個核心擁有不同的時脈配置。

▲ Cortex-A78C 是第一款正式宣布突破 DynamIQ 的 4 大核限制的架構

不過截至第一世代的 Armv9 產品為止,單一 DynamIQ 的異構叢級最高僅允許 8 核心配置,同時多數用於消費級的異構組核僅允許單一叢級內配置 4 個大核心,僅有日前宣布專為 PC 級運算需求策畫的 Cortex-A78C 才具備最高 8 個大核配置。

不過此次與第二代 Armv9 處理器產品一起宣布的 DSU-110 則突破過往單一叢級異構 8 核限制,能夠容納最高 12 核異構,同時也不再設下大核數量限制,是故除了示範的 8 核 Cortex-X3 搭配 4 核 Cortex-A715 ,也能支援 12 核 Cortex-X3 或 12 核 Cortex-A715 。

照片中提到了big.LITTLE、Improving, analyzing and focusing on MT workloads、1x,跟武器控股有關,包含了軟件、ARM Cortex-A710、中央處理器、軟件、ARM Cortex-X2

▲新一代 big.LITTLE 異構叢集可實現最高 12 核配置,再進一步透過多叢集方式即可實現高效能的 PC 級處理器

不過理論歸理論,筆者認為考慮到現實使用情境,短時間可能不會那麼快看到如此瘋狂的全 12 核 Cortex-X3 半客製核配置,因為 Cortex-X3 是為單執行緒任務所生,旨在加速單執行緒任務的處理速度,在一般已可使用多核處理的日常工作負載能源效率不算出色,考慮到行動裝置的能源管理特性與合理性,多半會與大核與小核搭配。

但可突破 8 核心也為新一代行動運算與 Arm 架構 PC 級處理器帶來更多的可能性,例如手機處理器就可能會出現超過 8 核心以上的配置,例如示範中提到的 1+4+4 組合,或是在 PC 級架構中,透過 DynamIQ big.LITTLE 將多個異構叢級組合,實現 12 + 12 核的 24 核配置(註:蘋果的 M1 據稱就是以至少兩個異構叢級構成 CPU 而非單一叢級)。

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