ARM在Computex上展示的全新CPU和GPU架构不仅带来了技术创新和性能提升。但 ARM 还首先致力于能源优化。这可能会使 2024 年的智能手机更加耐用。
在台北国际电脑展上，英国巨头ARM推出了新一代CPU和GPU。为什么这很重要？原因很简单，除了 Windows PC 之外，您周围的绝大多数电子设备都运行在设计部分基于 ARM 架构和技术的芯片上。包括智能手机或平板电脑（或 Mac，如果您使用的是 Apple），可以让您阅读本文！
ARM 是所有行业的技术提供商，是全球超过 2500 亿颗芯片的核心。无论您是在火车上使用 Switch 玩游戏、在电视上观看 Netflix 还是调整 Philips Hue 灯的行为，ARM CPU 内核每次都负责！
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2023 年中期，ARM 推出了多个元素，例如“计算”CPU 平台，甚至是新的 GPU。主要目标最初是我们的智能手机的组件类别。
放弃32位的完整平台
ARM 宣布的所有 CPU 内核都集中在一个名为“Arm Total Compute Solutions 2023”或 TCS2023 的系列中。它不仅仅是一个术语，更是一个完整的开发平台，可缩短芯片设计时间。虽然这将使我们的读者知道这个或那个核心属于哪一代，但真正的好处是在芯片设计者方面。
ARM 首席执行官 René Haas 在 Computex 期间的新闻发布会上表示：“这个新平台可以大幅缩短芯片开发时间。我们的一位客户能够在短短 13 个月内完成 SoC 的设计、测试和验证。“，他保证道。这对你来说意味着什么？ ARM 的技术发布与在您的电子设备中实施之间的时间更短。随着芯片设计价格的爆炸性增长，芯片设计中任何时间的节省都意味着 ARM 合作伙伴可以节省大量资金。
ARM的TCS2023平台包括三个CPU内核：超高功率Cortex-X4内核、中功率Cortex-A720内核和低功耗Cortex-A520内核。该新 TCS2023 平台仍然基于 ARMv9 标准，其核心的特殊性在于完全且明确地切换到 64 位指令集 (AArch64)。 ARM 认为这一转换可以在能源效率、性能甚至安全性等各个层面上获得收益。如果芯片设计者显然在设计中按照他们的意愿行事，并且可以混合不同类型的内核，那么向 64 位的过渡（在 Google Pixels 中已经成为现实）是不可避免的。
Cortex-X4，最强大的移动内核
2024 年芯片的新“野兽”将是高功率 Cortex-X4 内核。正如其后缀明确表示的那样，它是 Cortex-X3 的继承者。与前代产品相比，在同等功耗下，一款漂亮的宝贝可提供高达 +15% 的性能提升。其运行频率高达 3.4 GHz，将成为最耗电应用（尤其是视频游戏）的核心选择......
不仅如此，因为这颗心也是用于《爆裂”，也就是说通过冲刺。当第一次启动应用程序或执行对其他核心来说非常困难的任务时。正是这种非常高功率的核心在一定程度上决定了智能手机的响应能力，使一切看起来都可以立即启动。
不过，请注意不要犯错误：如果 Cortex-X4 是 ARM 最强大的移动内核，那么该公司正在开发非常高性能的内核，该内核比专为密集计算而设计的 Arm Neoverse 还要高出一个档次。这些是我们在 Nvidia 的 DGX GH200 超级计算机中找到的 Arm Neoverse 核心。
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如果说 Cortex-X4 内核比之前的 Cortex-X3 内核稍大一点（表面积增加了不到 10%），那么它仍然是 ARM 发挥最大节能潜力的一个：减少了高达在某些用途中高达 40%！您为什么使用“潜在节省”一词？原因很简单，因为实际上该核心的消耗增益永远不会那么显着。芯片设计人员和设备制造商（尤其是智能手机）将热衷于尽可能地利用其功能。但在此类核心上看到如此水平的增益仍然表明了 ARM 所做的工作。
“三颗心驱动它们并保护手机电池”（名著）
除了 Cortex-X4 之外，芯片设计人员还可以添加另外两类 CPU 内核：Cortex-A720 和 A-520。根据 ARM 的最初计划，高通和其他 MediaTek 很可能会采用 Cortex-X4（最多两个？）和其他处理器的组合。基本上，ARM提供的是1+3+4的“高端智能手机”配置，但具体如何安排则需要ARM客户根据自己的需求来安排。
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与 X4 一样，Cortex-A720 和 A-520 在功耗和能耗方面也有所改进。 Cortex A-720 和 A-520 都带来了各自的改进，在同等功耗下性能分别提高了 15% 和 8%。但最重要的是，在小型 Cortex A-520 内核的情况下，同等功率下的能量增益高达 +22%。
如果节能方面最大的进步是在“大”X4 核心上，那么所有这些核心的结合意味着我们有理由期望整体性能得分与上一代持平在-15% 到-20% 之间。问题是芯片设计者是否会急于参加性能竞赛，还是充分利用 ARM 工程师保留的宝贵能量。
GPU：图形核心，变体
在一体机智能手机芯片方面，ARM不仅开发CPU计划，在图形处理器或GPU的设计上也非常积极。因此，它推出了第二代“Immortalis”芯片。如果您习惯于阅读 ARM GPU 的“Mali”，请不要迷失，它们仍然存在。事实上，GPU 是一种架构，分为三个参考：高端的 Immortalis-G720、然后的 Mali-G720 和下面的 Mali-G620。所有处理器均配备相同的图形核心：Immortalis-G720 为 10 个或更多核心，Mali-G620 为 6 至 9 个核心，Mali-G520 为 5 个或更少核心。除了如此数量的图形计算核心之外，Immortalis-G720 的一个关键技术模块也具有独特性：光线追踪单元，就像 PC 显卡上的一样。
在这个领域，ARM并不是世界上唯一的公司。事实上，高通去年推出的 Snapdragon 8 Gen 2 芯片的内部 Adreno GPU 中已经采用了光线追踪技术。联发科也已经展示了其 RT 引擎。就其本身而言，GPU 设计师 Imagination（部分负责苹果“A”芯片的 GPU）去年也制定了集成该技术的 GPU 计划。
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不过，虽然高通或苹果必须开发自己的光线追踪解决方案，但“基本”GPU 设计中这一功能的出现让其他玩家可以从中受益，而无需进行额外的工作。这应该可以让这些逼真的灯光效果更快地实现大众化。而且，我们希望技术能够协调一致，以避免专有技术的负面影响。
超越智能手机
如果我们在本文中关注的是智能手机（以及平板电脑），那么最好记住 ARM 的这批新技术是一项全球性的技术产品。了解 CPU（和 GPU）内核可用于设计各种各样的芯片。事实上，ARM并不生产自己销售的芯片，而是开发行话中称为“IP”（知识产权）的技术块。不同的芯片设计者可以随心所欲地使用这些模块，按需组合芯片。这就是苹果、高通、联发科等公司正在做的事情。
然而，正如上面幻灯片中强调的那样，ARM 必须考虑其技术（特别是 CPU 内核）的潜在变化，以管理功率的增加（“可扩展性）的跳蚤。然而，在这里我们看到了一些新的东西的出现：一个非常强大的配置，排除小型、非常低功耗的核心，只保留几个中间核心（最多四个），但最重要的是集成了多达 10 个高功率 Cortex-X4核心。毫无疑问，这是一种针对笔记本电脑等 IT 应用的新奇事物，无论是 ARM Chromebook 还是 Windows PC，目前仅与高通公司的 Snapdragon 芯片兼容。在相反的情况下，小型 Cortex-A520 内核可以轻松地单独使用，集成到微控制器等功耗极低的芯片中。
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就我们的智能手机而言，由于 ARM 的设计，我们仍然有理由期待性能和能耗方面的大幅改进……同时也得益于目前正在为未来的 Apple iPhone 生产的 3 nm 雕刻工艺 – engraving也是一个一直比设计更重要的杠杆。问题在于，芯片设计者最终是否会放弃性能竞赛，充分发挥节能牌，即使在中端芯片中，性能也已经达到了非常好的水平。距离胜利还很远……
来源 ： 安南德科技
