ARM Cortex-A78

ARM Cortex-A78是一個基於ARMv8.2-A64位指令集架構設計的中央處理器以及ARM內核。由安謀控股旗下奧斯汀設計中心的奧斯汀團隊設計。

ARM Cortex-A78擁有四條超純量亂序執行解碼流水線並包含1.5K macro-OP(MOPs)緩存。A78每個週期可以獲取4條指令和6Mops,並且每個週期可以重命名和調度6Mops和13µops(Micro-operation)。亂序執行窗口大小為160位,後端有13個執行端,流水線深度為13個階段,執行延遲(execution latencies)為10個階段。

標準ARM Cortex-A78方案在 2.1 GHz (5 nm) 的情況下,比上一代Cortex-A77:

  • 性能提高7%
  • 功耗降低4%
  • 面積減少5%,令在四核集群的情況下提供給GPU和NPU區域面積增加了15%。

ARM Cortex-A78支持ARM DynamIQ技術,令在設計多核產品時更加靈活和增加擴展性。L1緩存可以從64KB減至更小的32KB。為了抵消更小L1內存所帶來的影響,分支預測器需要更好地覆蓋不規則的搜索模式,並且能夠在每個週期跟踪兩個採用的分支,從而減少L1緩存未命中的問題並有助於隱藏流水線氣泡(pipeline bubbles)以保持內核持續運作。與A77相比,流水線長了一個週期,並且是每週期6條指令的設計。這確保A78可以達到3GHz左右的時鐘頻率。

ARM還在A78的執行單元中加個整數乘法單元和一個額外的負載地址生成單元 (Address Generation Unit,AGU),以將數據負載和帶寬都增加50%。A78的其他優化包括增加融合指令,指令調度程序、寄存器重命名結構和重排序緩衝區的效率。

L2緩存最高可達512KB,並具有雙倍帶寬以提高性能,而L3緩存最高可達4MB,是前幾代 Cortex-A產品的兩倍。動態共享單元 (Dynamic Shared Unit,DSU) 還允許和共享ARM Cortex-X1 8MB配置。

對外授權
ARM Cortex-A76可作為半導體IP核授權給被許可方(例如高通和聯發科),其設計使其適合與其他IP內核(例如 GPU、數位訊號處理器(DSP)、顯示控制器)集成到一個片上系統(SoC)中。

上市產品
2020年11月,Cortex-A78首次用於三星Exynos 1080以及之後的2020年12月的三星Exynos2100。驍龍888中使用的是定制Kryo680 Gold內核并基於Cortex-A78微架構。

上市產品分別還有:

  • Samsung Exynos 1080
  • Samsung Exynos 2100
  • Qualcomm Snapdragon 695
  • Qualcomm Snapdragon 778G(+)/780G
  • Qualcomm Snapdragon 888(+)
  • MediaTek Dimensity 900/920
  • MediaTek Dimensity 1100
  • MediaTek Dimensity 1200/1300
  • MediaTek Dimensity 8000/8100
  • MediaTek Kompanio 900T
  • MediaTek Kompanio 1200
  • MediaTek Kompanio 1380
  • MediaTek Kompanio 1300T

參考資料

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