ARM Cortex-A78

ARM Cortex-A78

Informations générales

Production	2020
Concepteur	ARM Ltd.

Performances

Fréquence	2,4 GHz à (smartphones) 3,0 GHz et (tablettes/PC portables) 3,3 GHz

Taille du cache

Niveau 1	32–64 KB (parité) 32 ko Instructions et 32 ko Données 64 ko Instructions et 64 ko Données
Niveau 2	256–512 KiB (L2 ECC privé)
Niveau 3	Optionnel : 512 Ko à 4 Mo (A78, A78AE) 512 Ko à 8 Mo (A78C)

Spécifications physiques

Cœur	1–4 par cluster (A78, A78AE) 1–8 par cluster (A78C)

Architecture et classification

Architecture	ARMv8-A
Extensions	ARMv8.1-A, ARMv8.2-A, cryptographie, RAS, ARMv8.3-A (instructions LDAPR uniquement)

Produits, marques, modèles, variantes

Variantes	Cortex-X1

Historique

Cortex-A77 Cortex-A710

L’ARM Cortex-A78 est un processeur implémentant le jeu d’instructions ARMv8.2-A 64 bits conçu par ARM Ltd au centre d’Austin.

Conception

Le Cortex-A78 est le successeur du Cortex-A77. Il peut être associé aux processeurs Cortex-X1 et/ou Cortex-A55 dans une configuration DynamIQ pour offrir à la fois performance et efficacité. Le processeur réaliserait jusqu’à 50 % d’économies d’énergie par rapport à son prédécesseur.

Le Cortex-A78 a une architecture superscalaire à exécution dans le désordre avec un décodage à 4 largeurs et un cache de macro-OP (MOPs) de 1,5 K. Il peut récupérer 4 instructions et 6 Mops par cycle, renommer et expédier 6 Mops, et traiter 12 μops par cycle. La taille du tampon de réorganisation est de 160 entrées et le backend possède 13 ports d’exécution avec une profondeur de pipeline de 14 étages, et les latences d’exécution s’étendent à 10 étages.

Le processeur est construit sur une feuille de route standard Cortex-A et propose un chipset à 2,1 GHz (en 5 nm) qui le rend meilleur que son prédécesseur sur les points suivants :

• 7 % d'amélioration des performances ;
• 4 % de consommation d’énergie en moins ;
• 5 % plus petit, ce qui signifie 15 % de surface en plus pour un cluster quad-core, un GPU supplémentaire ou un NPU.

Il existe également une évolutivité étendue avec un support supplémentaire de Dynamic Shared Unit pour DynamIQ sur le chipset. En option, un cache L1 plus petit de 32 Ko est disponible à la place de la configuration standard de 64 Ko. Pour compenser cette mémoire L1 plus petite, le prédicteur de branchement est amélioré pour couvrir les motifs de recherche irréguliers et peut suivre deux branches prises par cycle, ce qui réduit les manques de cache L1 et aide à masquer les bulles de pipeline pour maintenir un cœur bien alimenté. Le pipeline est plus long d’un cycle que sur l’A77, ce qui garantit que l’A78 atteint une fréquence d'horloge cible d’environ 3 GHz. L’A78 est un modèle à 6 instructions par cycle.

ARM a également introduit une seconde unité de multiplication d’entiers dans l’unité d’exécution et une unité de génération d'adresses de chargement (AGU) supplémentaire, pour augmenter à la fois la chargement des données et la bande passante de 50 %. D’autres optimisations du chipset incluent des instructions fusionnées et des améliorations d’efficacité des ordonnanceurs d’instructions, des structures de renommage de registres et du tampon de réorganisation (ROB).

Le cache L2 peut atteindre 512 Ko et dispose du double de bande passante pour maximiser les performances, tandis que le cache L3 partagé peut atteindre 4 Mo, soit le double des générations précédentes. Une unité partagée dynamique (DSU) permet également une configuration de 8 Mo avec le Cortex-X1.

Variantes

Cortex-A78C

Le Cortex-A78C vise les applications de productivité et de jeux, il accroît le nombre maximal de cœurs supportés de 4 à 8 et la taille du cache L3 de 4 Mo à 8 Mo.

Cortex-A78AE

Le Cortex-A78AE vise les applications de sécurité/sûreté.