Arm發布Cortex X4，功耗可降低40%！
2023-05-29 12:01:46 EETOP
Arm Cortex-X4，這是該公司的下一代旗艦性能核心，也是迄今為止設計的最高性能Arm核心。
據了解，新發布的 Cortex-X4 超大核相比 Cortex-X3 在性能上提升了 15% 左右，但是在能耗方面有比較大的改善，宣稱在相同頻率下可以降低 40% 的功耗。而 A720 作為 A715 性能核心的升級迭代版本，效率提升了 20%。Cortex-A520 相比上代的 Cortex-A510 效率提升 22%。
網上此前已經爆出驍龍 8 Gen 3 采用的是 1+5+2 的叢集結構，其中 "1" 指的是 Cortex-X4 超大核，而 "5" 猜測是 Cortex-A720 性能核心，而 "3" 則是 Cortex-A520 的能效核心，安兔兔跑分更是達到了 160 萬分，相比驍龍 8 Gen 2 提升明顯。而天璣 9300 處理器預計同樣會采用 ARM 發布的新移動處理器內核，性能表現令人期待。
Arm表示，Cortex-X4的前端已經發生了一些重大變化。指令獲取傳遞已經被完全重新設計了。與Cortex-A715一樣，Cortex-X似乎也緊隨其后，也完全放棄了宏操作緩沖區。相反，Cortex-X4拓寬了流水線，支持多達10條指令。指令緩存也得到了相應的增強。帶寬增加到每周期10條指令。
新的分支預測器的準確性也得到了提高，在實際工作負載中觀察到的停滯現象明顯減少。隨著指令高速緩存和宏操作高速緩存的變化，分支預測錯誤的懲罰被統一起來，并減少到10個周期。
后端部分也得到了增強。在執行單元的整數方面，Arm將之前幾代的MUL單元更新為完整的MAC單元。這意味著X4現在有2個整數MAC單元。還增加了第三個分支單元。最后，還添加了兩個額外的整數ALU，總共有8個——其中6個位于專用流水線上。
Cortex-X4的亂序緩沖區從Cortex-X3的320增加了20%，達到了384個。事實上，Arm每一代都會將ROB增加10%至30%左右。從一個角度來看，Cortex-X4的ROB現在比英特爾的Sunny Cove核心更大，后者只有352個條目，盡管遠遠不及令人驚嘆的Golden Cove的512個條目ROB。
在浮點數方面，Arm對除法器/平方根單元進行了完全流水線化。管道和單元本身保持不變。
在內存子系統方面，Arm重新平衡了流水線。以前，Cortex-X3具有兩個通用的地址生成單元（AGU）和一個專用的加載AGU，而現在的Cortex-X4只有一個通用AGU，同時配備了兩個加載AGU和一個存儲AGU。
Cortex-X4上的私有L2緩存也得到了擴大。系統集成商現在可以選擇集成高達2 MiB的L2緩存，這將使L2緩存與上一代相比翻倍。如果需要的話，在更受限制的環境下，系統設計師可以選擇使用較小的緩存大小。Arm表示，較大緩存不會增加延遲。這個選項可以在具有大內存占用的應用程序中實現更高的性能，因為它可以更頻繁地引用靠近核心的內存。
總的來說，Cortex-X4在ISO頻率和L3（盡管具有較大的L2緩存）方面提供了約13%的IPC改進。
