ARM Cortex-X1

Az ARM Cortex-X1 – kódnevén Hera – egy 64 bites ARMv8.2-A utasításkészletet implementáló mikroprocesszor-kialakítás, amelyet az ARM Holdings austini tervezőközpontja tervezett, az „ARM Cortex-X Custom (CXC)” program elemeként.^[3][4] Ez a program az ARM processzortervekben megszokott testreszabási lehetőségeket meghaladó változtatásokat is lehetővé tesz.

ARM Cortex-X1
Gyártás	2020
Tervező	ARM Ltd.
Gyártó	TSMC[1]
Max CPU órajel	3,0 GHz telefon, 3,3 GHz táblagép/laptop
Gyártás technológia méret	10 nm, 7 nm, 5 nm[1]
Utasításkészlet	ARMv8.1-A, ARMv8.2-A, kriptográfia, RAS,[2] ARMv8.3-A LDAPR utasítások, ARMv8.4-A skaláris szorzat
Architektúra	ARMv8-A: A64, A32, és T32 (csak EL0 szinten)
Mikroarchitektúra	ARM Cortex-X1
Magok száma	1–4 klaszterenként
Magok nevei	Hera (kódnév)
L1 gyorsítótár	128 KiB (64 KiB I-cache +paritás, 64 KiB D-cache) magonként
L2 gyorsítótár	512–1024 KiB magonként
L3 gyorsítótár	512 KiB – 8 MiB (opcionális)
Utód	ARM Cortex-X2
Változat	ARM Cortex-A78
Sablon Wikidata Segítség

Tervezés

A Cortex-X1 kialakítás a ARM Cortex-A78-on alapul, de ennél a típusnál kizárólag a teljesítmény volt a tervezési szempont, az általános teljesítmény, fogyasztás és a terület szerint kiegyensúlyozott (PPA) tervezési elv helyett.

A Cortex-X1 egy 5 utasítás széles dekódolású sorrendtől eltérő (out-of-order) szuperskalár kialakítás egy 3K makroművelet (Mop) kapacitású gyorsítótárral. Ciklusonként 5 utasítást és 8 Mop-ot tud lehívni, valamint 8 Mop-ot és 16 µOP-ot tud átnevezni és elküldeni ciklusonként. A sorrenden kívüli ablak mérete 224 bejegyzésre nőtt. A backend 15 végrehajtási porttal rendelkezik, a futószalag hossza 13 fokozat, a végrehajtási késleltetés pedig 10 fokozat. Emellett 4×128b SIMD egységgel is rendelkezik.^[5][6][7][8]

Az ARM állítása szerint a Cortex-X1 30%-kal gyorsabb fixpontos (integer) és 100%-kal gyorsabb gépi tanulási teljesítményt nyújt, mint az ARM Cortex-A77.^[5][6][7][8]

A Cortex-X1 támogatja az ARM DynamIQ technológiát, amelyet várhatóan az ARM Cortex-A78 közepes és az ARM Cortex-A55 kis magokkal kombinálva nagy teljesítményű magként használnak majd.^[3][4]

Architekturális változások a Cortex-A78-hoz képest

• körülbelül 20%-os teljesítménynövekedés (+30% az A77-hez képest)^[9]
  • 30%-kal gyorsabb fixpontos teljesítmény
  • 100%-kal gyorsabb gépi tanulási teljesítmény
• a sorrenden kívüli ablak mérete 224 bejegyzésre nőtt (160 bejegyzésről)
• legfeljebb 4×128b SIMD egység (2×128b-ról)
• 15%-kal nagyobb szilíciumterület
• 5 utas dekódolás (4 utasról)
• 8 Mop/ciklus dekódolt gyorsítótár-sávszélesség (6 Mop/ciklusról)
• 64 KiB L1D (adat) + 64 KiB L1I (utasítás) (32/64 KiB L1-ről)
• legfeljebb 1 MiB/mag L2 gyorsítótár (max. 512 KiB/magról)
• legfeljebb 8 MiB L3 gyorsítótár (max. 4 MiB-ról)

Licencelés

A Cortex-X1 SIP magként érhető el a Cortex-X Custom (CXC) program partnerei számára, és kialakítása alkalmassá teszi más SIP-magokkal (például GPU, képernyővezérlő, DSP, képfeldolgozó processzor, stb.) közös lapkára történő integrálásra, egylapkás rendszert (SoC) alkotó egységbe.^[3][4]

Felhasználás

• Samsung Exynos 2100^[10]
• Qualcomm Snapdragon 888(+)^[11]
• Google Tensor^[12]