Arm 在 Computex 2023 以 2023 全面運算解決方案( Total Compute Solutions / TCS23 )公布一系列 IP 產品,其中在圖形技術公布第五代 GPU 架構的 Immortalis G720 ,也是 Arm 第二款支援光線追蹤的圖形架構,相較 Immortalis-G715 ,提升 15% 的效能與效率提升,並在系統層效率提高 40% ;另在運算領域, Arm 亦公布基於 Armv9 的新一代 Cortex CPU 運算叢集,其中著重單執行緒的 Cortex-X4 較現行 cortex-X3 提升 15% 效能,並在相同製程減低 40% 能耗,但僅提升 10% 面積,並同步宣布新一代大小核組合 Cortex-A720 與 Cortex-A520 ,與新一代 CPU 架構搭配的 DSU-120 將單一叢集核心數量進一步提升至最高 14 核。 Arm 再次允諾持續向未來投資,因應作業系統的全面 64 位元化, Arm 的全面運算生態系已能完全實現 64 位元運算,,代號 Krate CPU 與 Blackhawk GPU 等關鍵 IP 將持續滿足合作夥伴對運算與繪圖效能需求。
▲聯發科以合作夥伴身分宣布將於下一代天璣導入 TCS23 的 CPU 與 GPU 組合
值得一提的是,聯發科以合作夥伴身分宣布將於下一代天璣旗艦平台導入包括 Cortex-X4 、 Cortex-A720 與 Immortalis-G720 等 TCS23 完整 IP 授權組合。
第二世代光追 GPU IP : Immprtalis-G720
▲ Cortex-X4 提升 15% 效能與效率,並減少 40% 系統級記憶體頻寬使用
▲基於第五代 GPU 架構的 GPU 組合包括 Immortalis-G720 、 Mali-G720 與 Mali-G620
Arm Immortalis-G720 相較前一代 Immortalis-G715 加入關鍵的延遲頂點著色( Deferred Vertex Shading / DVS )技術,藉由重新定義 GPU 資料流,使合作夥伴可擴充 GPU 數量提升效能;此外 Arm 強調 Immortalis-G720 為歷代效能與效率最高的 GPU ,大舉提升 15% 效能與效率,並實現系統層 減少 40% 頻寬耗損;此外 Arm 亦一併公布兩款同屬第 5 世代的 GPU IP ,包括 Mali-G720 與 Mali-G620 。
連續三年實現二位數效能提升的 CPU : Cortex-X4
▲ Cortex-X4 較前一代提升 15% 效能與效率,同製程能耗減少 40%
▲台積電以合作夥伴身分登台,宣布已於 N3E 製程完成 Cortex-X4 設計定案
▲台積電強調其製程持續與 Arm 密切合作
Arm 強調 Armv9 指令集架構 CPU 以連續三年實現二位數的效能提升的承諾, 2023 年公布基於 Armv9.2 指令集單執行緒效能核心 Cortex-X4 是歷代效能最高的 CPU IP ,相較 Cortex-X3 , cortex-X4 提升 15% 效能,同時基於相同製程下減少 40% 能耗,同時只增加 20% 架構面積,並帶來更佳的反應速度與應用程式開啟速度, Arm 亦與台積電在 N3E 製程順利完成 Cortex-X4 設計定案,推進雙方長期合作關係,同時 Intel 也做為製程合作夥伴強調將以 18A 製程提供代工生態系。
▲基於 Armv9.2 指令集的新一代產品組合包括 Cortex-X4 、 Cortex-A720 與 Cortex-A520
▲ Cortex-A720 與 Cortex-A520 皆較前身提升 20% 能源效率
▲ DSU-120 可容納最多 14 核與 32MB L2
▲極端的組合下可允許 10 個 Cortex-X4 與 4 個 Cortex-A720 的極端運算組合
▲ Arm 實測在 TCS23 的 CPU 組合以 1+5+2 比當前主流的 1+3+4 更具效益
另外, Arm 亦公布全新大小核組合 Cortex-A720 與 Cortex-A520 ,相較前一代產品組合提升 20% 能耗效率,進一步提供更出色的遊戲、生產力與背景執行表現,其中從示意圖可看到 cortex-A520 也由原本單一設計 4 核心簡化為單一設計雙核心。同時, Arm 也一併宣布 DSU-120 DynamIQ Shared Unit ,為滿足嚴苛的多執行緒應用場景,並可支援自穿戴、智慧手機至筆電 SoC 的 CPU 叢集組合,最高可容納 14 核 CPU 於單一叢集與最高 32MB L3 ,在極端追求效能的前提下,可允許 10 個 Cortex-X4 搭配 4 個 Cortex-A720 打造高效能 PC 級 SoC 設計 。 此外, Arm 也舉出效能實證,強調在新一代 Armv9-2 指令集 Cortex CPU IP 組合之下,以手機主流的 8 核配置,以 1+5+2 的組合能較當前主流的 1+3+4 組合更具效益。
強調提供完整與安全的軟體生態環境
TCS23 除了公布全新的 CPU 與 GPU IP 組合, Arm 也強調為確保數百萬個基於 Arm 架構與為 Arm 架構應用進行開發人員提供具便利、簡單、快速且安全的軟體。其中因應生成式 AI , Arm 不僅持續提供其 IP 組合對 AI 的機器學習能力,同時 Android 的 Google 應用程式已在使用 Arm NN 與 Arm Compute Libery ,並擁有超過一億的每日活躍用戶,使開發者能在基於 Armv9 Cortex-A 的 Arm GPU 為 ML 工作負載提供執行最佳化,且 Armv9 藉助在行動生態系佈署 Arm 記憶體標籤擴充( MTE )功能,消除在軟體漏洞佔七成的記憶體安全漏洞。