Arm 发布新一代Cortex移动CPU架构

近日，Arm发布了全新一代Cortex移动CPU架构，包括Corte-X4超大核、大核A720及能效核A520，都是基于最新的Armv9.2指令集，相比上代的X2/X3基于Armv9.0主要提升了性能及并行性，可以支持更多的大核/超大核组合。这一次Arm不仅全面走向纯64位，淘汰32位架构，同时也做到了更高的性能，PC上有望实现10核X4+4核A720的搭配。

除了X4、A720等CPU架构之外，Arm这次也升级了DynamIQ 管理内核DSU-120，可以更好地提升CPU并行性，最高做到了14核CPU。

同时它还从之前的1+3+4架构变成了1+5+2架构，给A720这样的大核留出了更多空间。

这次新架构的另一个重大变化就是新架构只有AArch64位，AArch32已经被放弃了，意味着此后的Arm将转向纯64位架构。

来看下性能/能效的变化，X4超大核心提升了15%的性能或者40%的功耗降低，A720大核也有20%的能效提升，A520小核的能效提升了22%。

作为单核性能的主力，X4超大核是Arm架构中能效最好的，同时还提升了并行性，L2缓存可提升到每核2MB。

大核A720升级到了Armv9.2指令集，同样的功耗下性能比上代的A715更强，架构优化了内存读取，带来了大幅功耗降低，同样的面积下性能比A78还要高。

A520小核这次最大的变化主要是放弃32位，转向纯64位，主打低功耗，而且面积减少22%的情况下性能还能提升8%。

整个X4/A720/A520家族的特点就是性能提升同时能效更高，X4超大核能降低40%功耗让人很期待，其他核心及DSU也有20%左右的能耗改善。

通过与台积电的深度合作，Cortex-X4 CPU已经在台积电N3E工艺上完成流片！

台积电3nm工艺家族依旧成员众多，而且在不断调整升级，目前包括N3(N3B)、N3E、N3P、N3X、N3S等等。

N3是最初版本，又称N3B，号称对比N5同等功耗性能提升12％、同等性能功耗降低27％，但性能、功耗、量产良率和进度等都未达预期，于是有了增强版的N3E。

N3E修复了N3B上的各种缺陷，设计指标也有所放宽，对比N5同等功耗性能提升15-20％、同等性能功耗降低30-35％，逻辑密度约1.6倍、芯片密度约1.3倍。

N3E工艺预计最快2023年年中量产，Arm、AMD、NVIDIA、博通、高通、联发科、美满电子等都会采纳。

N3P将是N3E的后续升级版，继续优化性能和工艺，性能提升5％，功耗降低5-10％，芯片面积提升4％。

N3X面向高性能，对比N3P性能再提升5％，芯片密度不变。

N3S被视为终极版，深入优化集成密度。

3nm也台积电最后一次使用FinFET晶体管架构，有望和当年极为成功的28nm以上获得非常强的生命力，尤其是N3E。

另外根据路线图，Arm明年将按期推进带来下一代平台TCS24，包括超大核心Blackhawk、大核心Chaberton、能效核心Hayes、高端GPU Krake，等等。

Arm还发布了新一代GPU——G720系列，相比之前的G710/G715还在使用第四代图形架构，G720这波升级到了第五代GPU架构，不再挤牙膏升级了。

而且从这一代开始，Arm的GPU架构命名不再采用什么Valhall、Bifrost之类的代号，改用XX代来称呼。

此前的Arm GPU架构使用的还是基于贴图（tile）的渲染技术，在G720使用的第五代GPU架构使用了全新的DVS（Deferred Vertex Shading，延迟顶点着色）技术。

DVS技术的好处就是顶点着色的过程中，在执行阶段才会载入内存中，不像之前那样需要两次载入内存，因此大幅降低了对带宽的要求。

在手机等移动平台的图形渲染中，内存带宽会消耗1/3的功耗，因此DVS技术可以大幅降低游戏功耗，提升续航，同时也提高了能效。

根据Arm公布的数据，在《精灵废墟》游戏中带宽节省了41%，《原神》中节省了33%带宽，《堡垒之夜》中为26%，甚至在CAD的应用中也可以节省37%的带宽。

不过DVS技术对性能的提升似乎不算夸张，峰值性能提升了15%，每瓦性能提升了15%左右。

总的来说，G720的DVS架构更多地是降低了带宽需求，节省了功耗，跟CPU一样都更看重能效提升，这样倒是更符合日常使用，发热会更低，手机续航更好。

另外在画质方面，Arm提及的不多，但受益于带宽节省，动态照明、景深及光追等技术也会更好，同时虚幻5引擎年底也会进入手机平台。

G720系列GPU这次会分为三个级别，最高端的叫做Immortalis G720，核心可以更多，至少10个以上，多的可达16核。

往下就是Mali-G720，GPU核心数在6到9个之间，再往下就是Mali-G620，GPU核心数在5个及以下。

 

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