Hlavní navigace

ARM odhalil plán budoucích CPU jader: Deimos a Hercules pro přímý útok na Intel

17. 8. 2018

Sdílet

Zdroj: Redakce

Firma ARM letos vystupňovala svůj zatím stále hlavně papírový souboj s Intelem. Spolu s Qualcommem a Microsoftem připravuje notebooky s Windows poháněné čipy s jádry ARM, jejichž první generace s Cortexy-A73 už je venku a druhá by měla být na cestě. Při představení jádra Cortex-A76 v červnu byl přislíben výkon (nebo alespoň IPC) blízké architekturám Intelu a nyní ARM říká, že už příští rok by mohl možná dosáhnout ještě víc. Firma představila roadmapu procesorů na následující léta, což doposud nedělala, a v ní nové architektury, které mají opět přinést výrazná zlepšení výkonu.  

ARM chce každý rok zvýšit výkon o 15 %

ARM měl v posledních letech docela agresivní „kadenci“ vydávání nových architektur. Cortex-A73, Cortex-A75 a nyní A76 přicházely v ročních intervalech, což výrobcům mobilních čipů dovolovalo rychle po sobě vydávat SoCy se zvyšujícím se výkonem CPU. ARM je na to logicky patřičně hrdý a nyní prozradil, že toto tempo bude udržovat i do budoucna. Také v roce 2019 a 2020 uvede nová výkonná jádra Cortex, které mají opět rychlosti čipů ARM nakopnout. ARM s nimi totiž údajně chce nastavit či držet trend, kdy se výkon jeho CPU architektur bude každý rok zvyšovat v průměru o 15 %.

2019: Deimos

Finální označení těchto jader zatím sdělena nebyla. ARM se ale podělil o jejich interní kódová jména, která jsou u firmy tradičně odvozena od řeckých božstev a mytologických postav. Na rok 2019 (pravděpodobně opět bude odhaleno začátkem léta) připravuje ARM jádro Deimos. Deimos je následníkem Cortexu-A76 a počítá se u něj s tím, že se bude vyrábět na různých variantách 7nm procesu, pro nějž je optimalizován (A76 je vyvinuta pro 7nm, ale také i pro 10nm proces). Deimos má údajně zvýšit výpočetní výkon proti architektuře Cortex-A76 o 15 % nebo i o víc. Ačkoliv odhalení má být v roce 2019 a procesory s touto architekturou asi trh obsadí hlavně v roce dalším, ARM uvádí, že výrobci už k tomuto IP budou mít přístup od letoška, aby své SoC připravili.

2020: Hercules

V roce 2020 pak pravděpodobně s ročním odstupem vyjde další generace, která má kódové označení Hercules (jméno možná může svědčit o ambicích, vkládaných do tohoto návrhu). Hercules má „pokračovat v trajektorii zvyšování výkonu“, což asi má znamenat opět oněch 15 % výkonu navíc, ale přesné číslo zde už ARM uvést nechce. Zároveň má Hercules také vylepšit efektivitu co do spotřeby a co do spotřebovaných tranzistorů o 10 %. Je zajímavé, že u Deimosu toto jmenováno není. Teoreticky by to mohlo značit, že Deimos půjde trošku cestou hrubé síly, zatímco Hercules možná naopak cestou šikovné optimalizace, kdy se podobný výkon bude dosahovat méně prostředky (něco jako v případě rozdílných koncepcí jader Cortex-A72 a pak užšího A73). Ovšem asi je třeba dát si pozor na to, abychom pár vět zvolených marketingem nepřeanalyzovali. Toto je přece jen dost spekulativní.

Roadmapa výkonných jader ARM určených i pro notebooky a PC Roadmapa výkonných jader ARM určených i pro notebooky a PC

Hercules opět ještě počítá s výrobou na 7nm procesu. Spolu s ním ale bude optimalizován paralelně už i pro 5nm proces. Architektura bude odhalena v roce 2020, ale partneři opět dostanou IP už v roce 2019. A hotové čipy by se asi mohly objevovat během roku 2021, nejdřív asi hlavně na 7nm procesu. Nicméně se asi dá čekat, že výrobci mobilních SoC s jádry ARM v letech 2021–2022 budou přecházet na 5nm proces, když s tím ARM v návrhu architektury počítá. TSMC sice říká, že 5nm výrobu spustí zkušebně už v roce 2019, ale do komerčního nasazení to asi bude chvíli trvat.

Je třeba říct, že ony údaje o zvýšeném výkonu jsou jen prognózy a očekávání. Benchmarky dávané takto v předstihu je vždy třeba brát s rezervou, navíc je jako obvykle možné, že jde o „až“ čísla pro případy, kde nová jádra budou mít nadprůměrně vysoké přínosy, a typická zlepšení budou menší. ARM bohužel také nespecifikuje, jaká část oněch každoročních 15% zlepšení má být v architektonických změnách zlepšujících IPC a jakou roli bude hrát pouhé zvýšení frekvence díky pokročilejší výrobě.

HP Envy X2 HP Envy X2: tzv. "Always Connected PC" s ARM procesorem procesorem Snapdragon 435 a Windows 10

Cortex-A76 má být rychlejší než Skylake… v SPECInt2006

ARM tato jádra prezentuje jako architektury, které mohou pohánět procesory určené už nejen pro mobilní zařízení, ale i plnotučné notebooky a PC. V tomto kontextu jinak také zveřejnil nová výkonnostní čísla pro již odhalený Cortex-A76. Jde o test SPECint2006 kompilovaný pomocí GCC 7. V něm údajně Cortex-A76 běžící na 3 GHz a s 4MB L3 cache má dosáhnout prakticky stejný jednovláknový výkon, jako Intel Core i5-7300U, což je dvoujádro generace Kaby Lake s taktem v turbu 3,5 GHz. ARM bohužel dodal jen graf (na němž je sloupeček ARMu o pár pixelů nižší), přesná čísla nejsou. Také není úplně jasné, na jaké frekvenci přesně Kaby Lake běželo. Podle žlutého sloupečku, což je výsledek pro jeho základní takt 2,6 GHz, bych si tipl, že to nebylo plných 3,5 GHz. Podle velikosti sloupečku (což může být zavádějící) by to mohlo být okolo 3,15 GHz. Ale pokud benchmark neškáluje lineárně, tak i víc. SPECint2006 ale údajně částečně závisí na rychlosti pamětí, takže škálování  lineární být nemusí.

I tak by asi tento test ukazoval přinejmenším na docela blízké IPC, bohužel kvůli nejasné frekvenci Kaby Lake nevíme, zda IPC nemá být dokonce není vyšší. Jde ovšem o jen jeden vybraný test, který možná nemusí ukazovat úplně typický obrázek (vzpomeňte si na to, jak například jádrům Zen jde nadprůměrně dobře Cinebench, ale třeba x265 mají zase naopak nadprůměrnou výhodu Intely). Také je dost možné, že IPC jádra Cortex-A76 může pocházet i z věcí jako je nízká latence L1, které ale zase způsobí, že jeho frekvence bude mít strop hodně nízko. ARM uvádí, že čipy pro notebooky budou moci běžet na 3,0 až 3,3 GHz. Vzhledem k tomu, že Kaby Lake se dokáže dostat na 4,5 GHz i výš při OC, je jasné, že při započítání jak IPC, tak frekvence bude Intel pořád o hodně vepředu. Také je tu jeden malý detail: výkon Cortexu-A76 je odhadovaný, ne reálně naměřený.

CS24

Ve SPECint2006 má údajně 3Ghz Cortex-A76 vyvíjet podobný výkon jako Intel Core i5-7300U (Kaby Lake na 2,6 až 3,5 GHz) Ve SPECint2006 má podle ARMu údajně 3Ghz Cortex-A76 vyvíjet podobný výkon jako Intel Core i5-7300U (Kaby Lake na 2,6 až 3,5 GHz)

Lepší energetická efektivita ARMu (ovšem na 7nm procesu)

ARM také uvádí, že onen uvažovaný SoC s 3GHz jádry Cortex-A76 bude mít TDP okolo 5 W, zatímco Core i5-7300U má stanoveno 15W TDP. To má být ukázka lepší energetické efektivity. Zde je ale třeba namítnout, že SPECint2006 by měla být jednovláknová zátěž, při které asi čip Intelu nespotřebovává plných 15 W (kolik bude potřebovat při 3,0 GHz jedno jádro A76, to ale také nevíme). Kromě toho je procesor Intelu 14nm, kdežto onen uvažovaný ARM je modelován s 7nm tranzistory. Test je jinak na Ubuntu 18.04.

Jak se tato nacházející jádra ARM budou schopné popasovat s jádry Intel (a potažmo AMD), to asi bude nejlepší hodnotit až na reálných čipech. Ony notebooky se systémem Windows by pro to možná mohly poskytovat dobrou příležitost. Většina x86 aplikací na nich sice běží v emulaci, ale je možné na nich spouštět i nativní binárky architektury ARMv8. Takže s vhodnou aplikací bude možné srovnávat nativní výkon jader Intel a ARM na jednom operačním systému a na podobné platformě (což je problém při benchmarkování třeba mobilů proti notebookům). Mohly by to být každopádně zajímavé časy.

Byl pro vás článek přínosný?