ARM在Computex上展示的全新CPU和GPU架構不僅帶來了技術創新和效能提升。但 ARM 也首先致力於能源優化。這可能會使 2024 年的智慧型手機更加耐用。
在台北國際電腦展上，英國巨擘ARM推出了新一代CPU和GPU。為什麼這很重要？原因很簡單，除了 Windows PC 之外，您周圍的絕大多數電子設備都運行在設計部分基於 ARM 架構和技術的晶片上。包括智慧型手機或平板電腦（或 Mac，如果您使用的是 Apple），可以讓您閱讀這篇文章！
ARM 是所有產業的技術供應商，也是全球超過 2500 億顆晶片的核心。無論您是在火車上使用 Switch 玩遊戲、在電視上觀看 Netflix 還是調整 Philips Hue 燈的行為，ARM CPU 核心每次都負責！
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2023 年中期，ARM 推出了多個元素，例如「運算」CPU 平台，甚至是新的 GPU。主要目標最初是我們的智慧型手機的組件類別。
放棄32位的完整平台
ARM 宣布的所有 CPU 核心都集中在一個名為「Arm Total Compute Solutions 2023」或 TCS2023 的系列中。它不僅僅是一個術語，更是一個完整的開發平台，可縮短晶片設計時間。雖然這將使我們的讀者知道這個或那個核心屬於哪一代，但真正的好處是在晶片設計者方面。
ARM 執行長 René Haas 在 Computex 期間的新聞發布會上表示：「這個新平台可以大幅縮短晶片開發時間。我們的一位客戶能夠在短短 13 個月內完成 SoC 的設計、測試和驗證。“，他保證。這對你來說意味著什麼？ ARM 的技術發布與在您的電子設備中實施之間的時間更短。隨著晶片設計價格的爆炸性增長，晶片設計中任何時間的節省都意味著 ARM 合作夥伴可以節省大量資金。
ARM的TCS2023平台包括三個CPU核心：超高功率Cortex-X4核心、中功率Cortex-A720核心和低功耗Cortex-A520核心。這個新 TCS2023 平台仍基於 ARMv9 標準，其核心的特殊性在於完全且明確地切換到 64 位元指令集 (AArch64)。 ARM 認為這項轉換可以在能源效率、效能甚至安全性等各個層面上獲得效益。如果晶片設計者顯然在設計中按照他們的意願行事，並且可以混合不同類型的內核，那麼向 64 位元的過渡（在 Google Pixels 中已經成為現實）是不可避免的。
Cortex-X4，最強的移動內核
2024 年晶片的新「野獸」將是高功率 Cortex-X4 核心。正如其後綴明確表示的那樣，它是 Cortex-X3 的繼承者。與前代產品相比，在同等功耗下，一款漂亮的寶貝可提供高達 +15% 的效能提升。其運行頻率高達 3.4 GHz，將成為最耗電應用（尤其是視頻遊戲）的核心選擇...
不僅如此，因為這顆心也是用在《爆裂”，也就是說透過衝刺。當第一次啟動應用程式或執行對其他核心來說非常困難的任務時。正是這種非常高功率的核心在一定程度上決定了智慧型手機的響應能力，使一切看起來都可以立即啟動。
不過，請注意不要犯錯：如果Cortex-X4 是ARM 最強大的行動內核，那麼該公司正在開發非常高性能的內核，該內核比專為密集運算而設計的Arm Neoverse 還要高出一個檔次。這些是我們在 Nvidia 的 DGX GH200 超級電腦中找到的 Arm Neoverse 核心。
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如果說 Cortex-X4 核心比之前的 Cortex-X3 核心稍大一點（表面積增加了不到 10%），那麼它仍然是 ARM 發揮最大節能潛力的一個：減少了高達在某些用途中高達 40%！您為什麼使用“潛在節省”一詞？原因很簡單，因為實際上該核心的消耗增益永遠不會那麼顯著。晶片設計人員和設備製造商（尤其是智慧型手機）將熱衷於盡可能利用其功能。但在此類核心上看到如此程度的增益仍然表明了 ARM 所做的工作。
「三顆心驅動它們並保護手機電池」（名著）
除了 Cortex-X4 之外，晶片設計人員還可以添加另外兩類 CPU 核心：Cortex-A720 和 A-520。根據 ARM 的最初計劃，高通和其他 MediaTek 很可能會採用 Cortex-X4（最多兩個？）和其他處理器的組合。基本上，ARM提供的是1+3+4的「高階智慧型手機」配置，但具體如何安排則需要ARM客戶依照自己的需求來安排。
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與 X4 一樣，Cortex-A720 和 A-520 在功耗和能耗方面也有所改進。 Cortex A-720 和 A-520 都帶來了各自的改進，在同等功耗下性能分別提高了 15% 和 8%。但最重要的是，在小型 Cortex A-520 核心的情況下，同等功率的能量增益高達 +22%。
如果節能方面最大的進步是在「大」X4 核心上，那麼所有這些核心的結合意味著我們有理由期望整體表現得分與上一代持平在-15% 到-20% 之間。問題是晶片設計者是否會急於參加性能競賽，還是充分利用 ARM 工程師保留的寶貴能量。
GPU：圖形核心，變體
在一體機智慧型手機晶片方面，ARM不僅開發CPU計劃，在圖形處理器或GPU的設計上也非常積極。因此，它推出了第二代“Immortalis”晶片。如果您習慣於閱讀 ARM GPU 的“Mali”，請不要迷失，它們仍然存在。事實上，GPU 是一種架構，分為三個參考：高階的 Immortalis-G720、然後的 Mali-G720 和下面的 Mali-G620。所有處理器均配備相同的圖形核心：Immortalis-G720 為 10 個或更多核心，Mali-G620 為 6 至 9 個核心，Mali-G520 為 5 個或更少核心。除瞭如此數量的圖形計算核心之外，Immortalis-G720 的一個關鍵技術模組也具有獨特性：光線追蹤單元，就像 PC 顯示卡上的一樣。
在這個領域，ARM並不是世界上唯一的公司。事實上，高通去年推出的 Snapdragon 8 Gen 2 晶片的內部 Adreno GPU 中已經採用了光線追蹤技術。聯發科也已經展示了其 RT 引擎。就其本身而言，GPU 設計師 Imagination（部分負責蘋果「A」晶片的 GPU）去年也制定了整合該技術的 GPU 計畫。
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不過，雖然高通或蘋果必須開發自己的光線追蹤解決方案，但「基本」GPU 設計中這項功能的出現讓其他玩家可以從中受益，而無需進行額外的工作。這應該可以讓這些逼真的燈光效果更快地實現大眾化。而且，我們希望科技能夠協調一致，以避免專有技術的負面影響。
超越智慧型手機
如果我們在本文中關注的是智慧型手機（以及平板電腦），那麼最好記住 ARM 的這批新技術是一項全球性的技術產品。了解 CPU（和 GPU）核心可用於設計各種各樣的晶片。事實上，ARM並不生產自己銷售的晶片，而是開發行話中稱為「IP」（智慧財產權）的技術塊。不同的晶片設計者可以隨心所欲地使用這些模組，按需組合晶片。這就是蘋果、高通、聯發科等公司正在做的事情。
然而，正如上面幻燈片中所強調的那樣，ARM 必須考慮其技術（特別是 CPU 核心）的潛在變化，以管理功率的增加（“可擴展性）的跳蚤。然而，在這裡我們看到了一些新的東西的出現：一個非常強大的配置，排除小型、非常低功耗的核心，只保留幾個中間核心（最多四個），但最重要的是整合了多達10 個高功率Cortex-X4核心。毫無疑問，這是一種針對筆記型電腦等 IT 應用的新奇事物，無論是 ARM Chromebook 還是 Windows PC，目前僅與高通公司的 Snapdragon 晶片相容。在相反的情況下，小型 Cortex-A520 核心可以輕鬆地單獨使用，整合到微控制器等功耗極低的晶片中。
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就我們的智慧型手機而言，由於 ARM 的設計，我們仍然有理由期待性能和能耗方面的大幅改進…同時也得益於目前正在為未來的 Apple iPhone 生產的 3 nm 雕刻工藝 – engraving也是一個一直比設計更重要的槓桿。問題在於，晶片設計者最終是否會放棄性能競賽，充分發揮節能牌，即使在中階晶片中，效能也已經達到了非常好的水平。距離勝利還很遠…
來源 ： 安南德科技
