ARM Cortex-A76: smartphone potenti come notebook grazie alla nuova architettura

Cambia poco nel nome rispetto al predecessore, ma la nuova architettura di ARM rappresenta un passo fondamentale per il futuro delle tecnologie presenti su praticamente qualsiasi smartphone Android. ARM Cortex-A76 è un grosso passo in avanti nella micro-architettura delle piattaforme mobile al fine di migliorare le performance di picco e mantenerle sul lungo periodo all'interno di form factor di piccole dimensioni. Cortex-A76 è solo il primo progetto del nuovo percorso dell'azienda che porterà le architetture ARM in maniera più massiccia verso i computer portatili.

Con queste parole è stato annunciato il nuovo chip, che sarà compatibile con i processori attuali e con la tecnologia dei cluster DynamIQ CPU, portando un vantaggio in termini prestazionali del 35% rispetto al Cortex-A75 odierno, insieme ad un aumento nell'efficienza energetica quantificabile nel 40%. Ci sono, inoltre, grandi vantaggi nel calcolo a virgola mobile e per i calcoli tipici delle operazioni in machine learning, seguendo la moda del momento che prevede un occhio di riguardo nei confronti dell'intelligenza artificiale.

Secondo ARM con le nuove tecnologie sarà possibile ottenere un aumento prestazionale del 20% ogni anno senza compromettere la durata della batteria dei dispositivi, ed è proprio questo traguardo che ha portato Microsoft ad interessarsi alle tecnologie di ARM implementando il supporto su alcune versioni di Windows 10. Con il futuro processo produttivo a 7-nm, inoltre, il nuovo processore promette frequenze operative superiori ai 3 GHz che, grazie al supporto di INT8, potrebbe consegnare un aumento di quattro volte nei calcoli per il machine learning.

Il beneficio prestazionale è dovuto anche alla nuova architettura: Cortex-A76 implementa due ALU, una branch unit e una ALU/MAC/DIV multi-ciclo per operazioni su numeri interi, che vengono abbinate ad una nuova doppia ASIMD a 128-bit che raddoppia la bandwidth rispetto alla precedente architettura. Il processore si affida ad una cache L1 da 64KB, una cache L2 da massimo 512KB e fino a 4 MB di cache L3 condivisa (per quanto riguarda l'implementazione su notebook, su smartphone dovrebbero esserci 2 MB), con la cache che può beneficiare della bandwidth raddoppiata per eliminare eventuali colli di bottiglia e diminuire la latenza.

Cortex-A76 inizia il processo per l'abbandono del supporto ai 32-bit: c'è ancora la compatibilità con Aarch32, ma solo al più basso livello di privilegi (EL0), mentre Aarch64 è supportato fino ad EL3. In base alle richieste dell'ecosistema software a disposizione, è probabile che ARM scelga di implementare il solo supporto per tecnologie a 64-bit nel corso di un futuro non troppo lontano.

Insieme alla nuova architettura per le CPU, ARM ha anche annuciato le nuove GPU e VPU Mali-G76 e Mali-V76, che rispetto all'attuale Mali-G72 vengono progettate a 7-nm. ARM promette una densità prestazionale del 30% superiore e una migliore efficienza energetica sempre del 30%, con la nuova architettura che sfrutta tre execution engine con otto execution line per shader core, per un totale di 20 core implementabili nel package con supporto a INT8. Per quanto riguarda la nuova VPU è previsto invece il supporto alla decodifica di video 8K a 60 fps, con ulteriori benefici per quanto riguarda il mondo di realtà virtuale e aumentata grazie alle potenze superiori.