ARM Cortex-A78

ARM Cortex-A78은 ARMv8.2-A 64비트 명령어 집합을 구현하는 중앙 처리 장치이며, ARM Ltd.의 오스틴 센터에서 설계되었다.^[1]

ARM Cortex-A78

생산	2020
설계 회사	ARM Ltd.
최대 CPU 클럭 속도	2.4 GHz ~ 3.0 GHz in phones and 3.3 GHz in tablets/laptops
명령어 집합	ARMv8-A
마이크로아키텍처	ARM Cortex-A78
코어	클러스터당 1–4
L1 캐시	32–64 KB (parity) 32kb L1 Instruction cache and 32kb L1 Data cache. or 64kb L1 Instruction cache and 64kb L1 Data cache.
L2 캐시	256–512 (private L2 ECC) KiB
L3 캐시	Optional, 512 KB to 4 MB (up to 8 MB) with Cortex-X1
확장	ARMv8.1-A, ARMv8.2-A, cryptography, RAS, ARMv8.3-A LDAPR instructions
이전 모델	ARM Cortex-A77
후속 모델	ARM Cortex-A710
제품 코드명	Hercules
종류	ARM Cortex-X1

디자인

ARM Cortex-A78은 ARM Cortex-A77의 후속작이다. 성능과 효율성을 모두 제공하기 위해 ARM Cortex-X1 및 ARM Cortex-A55 CPU와 DynamIQ 구성으로 페어링될 수 있다. 이 프로세서는 또한 이전 모델에 비해 50%의 에너지 절약을 주장한다.^[2]

Cortex-A78은 1.5K 매크로-OP(MOPs) 캐시를 갖춘 4-wide 디코드 비순차 슈퍼스칼라 디자인이다. 사이클당 4개의 명령과 6개의 Mop를 페치하고, 6개의 Mop와 12개의 μop를 사이클당 리네임 및 디스패치할 수 있다. 비순차 윈도우 크기는 160개 항목이며 백엔드는 파이프라인 깊이 14단계, 실행 지연 시간 10단계로 13개의 실행 포트를 갖는다.^[2][3][4]

이 프로세서는 표준 Cortex-A 로드맵을 기반으로 구축되었으며 2.1 GHz (5 nm) 칩셋을 제공하여 다음과 같은 방식으로 이전 모델보다 향상되었다.

• 7% 더 나은 성능
• 4% 더 낮은 전력 소비
• 5% 더 작아져 쿼드 코어 클러스터, 추가 GPU, NPU를 위한 면적 15% 증가

칩셋의 DynamIQ에 대한 동적 공유 장치(Dynamic Shared Unit)의 추가 지원으로 확장된 확장성도 제공된다. 64 KB L1 캐시 구성에서 더 작은 32 KB L1 캐시는 선택 사항이다. 이 작은 L1 메모리를 상쇄하기 위해 분기 예측기는 불규칙한 검색 패턴을 더 잘 커버하며 사이클당 두 개의 분기를 따를 수 있어 L1 캐시 미스를 줄이고 파이프라인 버블을 숨겨 코어를 잘 공급한다. 파이프라인은 A77에 비해 한 사이클 더 길어져 A78이 약 3 GHz의 클럭 주파수 목표를 달성하도록 보장한다. A78은 사이클당 6개 명령 디자인이다.

ARM은 또한 실행 유닛에 두 번째 정수 곱셈 유닛과 추가 부하 주소 생성 유닛(AGU)을 도입하여 데이터 부하와 대역폭을 50% 증가시켰다. 칩셋의 다른 최적화에는 퓨즈드 명령^[5]과 명령 스케줄러, 레지스터 이름 변경 구조, 재정렬 버퍼(re-order buffer)의 효율성 개선이 포함된다.

L2 캐시는 최대 512 KB까지 제공되며 성능을 극대화하기 위해 대역폭이 두 배로 늘어났고, 공유 L3 캐시는 최대 4 MB까지 제공되며 이전 세대보다 두 배 더 크다. 동적 공유 장치(DSU)는 또한 ARM Cortex-X1과 함께 8 MB 구성을 허용한다.^[3][4][2][6]

라이선싱

Cortex-A78은 SIP 코어로 라이선스 사용자에게 제공되며, 설계는 다른 SIP 코어(예: GPU, 디스플레이 컨트롤러, DSP, 이미지 프로세서 등)와 하나의 다이에 통합되어 시스템 온 칩(SoC)을 구성하는 데 적합하다.

사용

Cortex-A78은 2020년 11월과 12월에 각각 출시된 삼성 Exynos 2100 SoC에 처음 사용되었다.^[7][8] Snapdragon 888 SoC에 사용된 맞춤형 Kryo 680 Gold 코어는 Cortex-A78 마이크로아키텍처를 기반으로 한다.^[9][10] Cortex-A78은 MediaTek Dimensity 1200 및 8000 시리즈에도 사용된다. 이 장치는 또한 Nvidia의 BlueField-3 및 3X DPU와 2023년 8월에 출시된 HiSilicon Kirin 9000s에도 사용된다.

같이 보기

• ARM Cortex-X1, 관련 고성능 마이크로아키텍처
• ARM Cortex-A77, 이전 모델
• ARMv8-A 코어 비교, ARMv8 계열