ARM公布Cortex-A75/A55 亮點(diǎn)卻是DynamIQ

ARM在2017臺(tái)北國際電腦展前夕宣布推出基于ARM DynamIQ技術(shù)的全新處理器，包括ARM Cortex-A75處理器、ARM Cortex-A55處理器和ARM Mali-G72 圖形處理器，旨在進(jìn)一步加速提升人工智能體驗(yàn)。

多年功臣A53終于更新

沿用多年的big.LITTLE架構(gòu)被更新為DynamIQ多核技術(shù)，常規(guī)更新包括了大核部分的Cortex-A75以及小核部分的Cortex-A55；在大核更新了Cortex-A72、A73兩代之后，應(yīng)用極為廣泛、3年內(nèi)出現(xiàn)在15億臺(tái)終端里的小核部分A53也終于換代了。當(dāng)然，同期公布的還有新的GPU架構(gòu)Mali-G72。

Cortex-A75、A55各自相比上代性能提升

簡單粗暴地說，性能上以最接地氣的GeekBench 4來看，大核新架構(gòu)也就是A75的性能是原來A73的1.34倍，小核A55是原來A53的1.21倍。

全新多核技術(shù)DynamIQ造就單從集八核

2011年big.LITTLE成為全球首次應(yīng)用于手機(jī)市場的異構(gòu)處理技術(shù)，該技術(shù)的架構(gòu)包括一個(gè)高性能“大”（big）CPU集群和一個(gè)高效率“小”（LITTLE）CPU集群，它們之間通過一致互聯(lián)實(shí)現(xiàn)連接。在該架構(gòu)上運(yùn)行的軟件（全局任務(wù)調(diào)度）可以將正確的應(yīng)用程序任務(wù)調(diào)度到正確的CPU上。

多年以來，CPU不斷推陳出新，以實(shí)現(xiàn)更多功能、更強(qiáng)性能和更高能效。軟件層也得到了更新，引入了更加智能化的任務(wù)調(diào)度算法。然而，在此期間，硬件技術(shù)架構(gòu)基礎(chǔ)卻基本保持不變，仍是大小兩個(gè)（或多個(gè)）CPU集群。

big.LITTLE與DynamIQ

盡管“大”CPU和“小”CPU的潛在組合方式保持不變，DynamIQ卻帶來了一種可以改變異構(gòu)處理格局的新型技術(shù)架構(gòu)。它的做法是將大小兩個(gè)集群合并，從而形成一個(gè)兼具大小CPU、完全集成化的CPU集群。使用DynamIQ技術(shù)構(gòu)建的big.LITTLE設(shè)計(jì)被稱為DynamIQ big.LITTLE。

DynamIQ big.LITTLE技術(shù)在CPU集群中引入了智能化功耗功能，有助于在一定發(fā)熱量之內(nèi)最大限度地發(fā)揮性能。

雖然用戶體驗(yàn)由于應(yīng)用程序的不斷發(fā)展而不斷變化，但是有一件事情始終不變：用戶體驗(yàn)在響應(yīng)速度上十分依賴于單線程計(jì)算性能。諸如人工智能（AI）和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）之類的高級(jí)用途將對(duì)用戶體驗(yàn)不斷提出更高要求。

然而，手機(jī)市場很快就提醒我們：發(fā)熱量限制了設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)的性能大小。熱效率問題的范圍已經(jīng)超出了手機(jī)市場，它在汽車和筆記本電腦等其他市場也是不容忽視的一大因素。

為了克服該問題，big.LITTLE依靠動(dòng)態(tài)電壓/頻率調(diào)節(jié)（DVFS）等技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)互補(bǔ)的性能域，其中每個(gè)性能域都能一致地調(diào)節(jié)電壓和頻率。

而DynamIQ通過在單個(gè)集群中支持多個(gè)可配置的性能域，進(jìn)一步發(fā)展了該技術(shù)。這些性能域由單個(gè)或多個(gè)ARM CPU組成，可以在性能和功耗方面進(jìn)行調(diào)節(jié)，并獲得更佳的精細(xì)程度，比以前的Cortex-A四核心集群在調(diào)節(jié)精度方面可獲得多達(dá)4倍的提升。

先進(jìn)電源管理實(shí)現(xiàn)更高能效

在監(jiān)控管理系統(tǒng)升級(jí)后，大小CPU之間所有任務(wù)轉(zhuǎn)移現(xiàn)在都可以通過共享內(nèi)存在單個(gè)CPU集群之內(nèi)進(jìn)行，從而提升了能效。共享數(shù)據(jù)在“大”CPU和“小”CPU之間的轉(zhuǎn)移也可以在單個(gè)集群之內(nèi)進(jìn)行。從系統(tǒng)角度來看，這減少了數(shù)據(jù)流量，從而減少了功耗，帶來了整體系統(tǒng)效率的優(yōu)勢(shì)。

配置上以后的中端產(chǎn)品也不再需要像以往全部采用小核心，而是可以采用1大+7小的配置，以幫助中端產(chǎn)品應(yīng)對(duì)更復(fù)雜的應(yīng)用場景。

此外，DynamIQ big.LITTLE系統(tǒng)還受益于在CPU集群中可配置更大的緩存空間。該緩存空間大小是完全可配置的，進(jìn)而可以在集群內(nèi)進(jìn)行更大量的異構(gòu)處理，這樣可以減少對(duì)外部存儲(chǔ)器的訪問，從而減少運(yùn)行某些應(yīng)用程序時(shí)系統(tǒng)使用的功耗。

這也意味著減少了CPU的數(shù)據(jù)等待時(shí)間，從而在降低功耗的同時(shí)提高性能。

DynamIQ big.LITTLE還采用了DynamIQ技術(shù)的先進(jìn)電源管理功能。DynamIQ系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能夠加快在不同CPU電源狀態(tài)（例如開機(jī)、關(guān)機(jī)和休眠）之間的轉(zhuǎn)換速度。這縮短了CPU進(jìn)入待機(jī)模式或掉電模式所花費(fèi)的時(shí)間，從而讓進(jìn)/出待機(jī)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換更加高效。此外，還有一項(xiàng)自動(dòng)內(nèi)存功耗管理功能，它可以根據(jù)CPU上運(yùn)行的應(yīng)用程序的類型，智能地調(diào)整集群中可用的本地內(nèi)存量。

總而言之，big.LITTLE改進(jìn)了受限環(huán)境中的功耗和熱效率問題，提高了設(shè)備的計(jì)算能力，從而為消費(fèi)者提供了更豐富的用戶體驗(yàn)。DynamIQ技術(shù)讓我們站在了一個(gè)全新的異構(gòu)處理時(shí)代。更加重要的是DynamIQ big.LITTLE提高了AR和VR等高性能高級(jí)用途的效率。