Cortex-A78是Cortex-A系列的迭代產品，Cortex-X1是一款新的高性能CPU。
據介紹，Arm的Cortex-A78和Cortex-X1都是基于上一代Cortex-A77，但這兩款Arm處理器的設計目標不同，Cortex-A78側重于提供更高的每瓦性能，同時體積更小，而Cortex-X1則是追求最大性能。
兩款處理器都有望在2021年用于頂級SoC和智能手機，甚至可能彼此結合使用。
Arm Cortex-A78：效率至上
根據官方的介紹，Cortex-A78主頻達到了3GHz，每核每瓦性能相比上代提升了20%，在同樣的性能下，Cortex-A78的能耗相比上代降低了50%。另外，A78的面積也小了5%，為四核集群節省了15%的面積，這為額外的GPU、NPU和其他組件騰出了更多的空間。
Cortex-A78架構并沒有盲目追求性能提升，更注重性能、功耗、面積，也就是PPA的均衡。Cortex-A78通過更保守的性能改進來優化功率和面積。ARM把更高性能提升用于Cortex-X1架構。
而Cortex-A78根據ARM的說法，Cortex-A78的架構性能（也就是IPC）只提升了7%，功耗降低了4%，內核小了5%，四核簇面積的縮小了15%。
根據ARM的說法，在同樣的每核心1W功耗下，7nm生產的Cortex-A77可以達到2.6GHz，而5nm生產的Cortex-A78頻率可達3.0GHz，同功耗下持續性能提升20%左右。
能耗方面，在相同的性能下，5nm工藝生產的2.1GHz Cortex-A78功耗比7nm工藝2.3GHz的Cortex-A77降低了50%，有助于提高5G手機的續航。
談到微體系結構，Arm進行了許多重大更改。首先，Cortex-A78帶有可選的較小的32kB L1緩存配置，這可以節省大部分芯片空間。盡管Arm的合作伙伴仍然可以選擇更熟悉的64kB L1緩存來進一步提高內核的性能。高通公司為其Snapdragon Prime內核在較大的L2緩存中做了類似的事情，并且在高達512kB的容量中仍保持了靈活性，以平衡這一代產品的性能，面積和功率。
為了抵消這種較小的L1內存，分支預測器可以更好地覆蓋不規則搜索模式，并且現在能夠在每個周期跟蹤兩個已取分支。這樣可以減少L1高速緩存未命中的次數。與A77相比，流水線要長1個周期，從而確保A78達到3 GHz左右的時鐘頻率目標，但每個周期設計仍然是6條指令。
Arm還在執行單元中引入了第二個整數倍數單元，并引入了一個額外的加載地址生成單元（AGU），以將數據加載帶寬增加50％。其他優化包括更多融合的指令以及指令調度程序的效率改進，寄存器重命名結構和重排序緩沖區。最重要的是，Cortex-A78是比A77更精簡，更優化的CPU。
Cortex-A78的目標是達到效率的峰值效率。這對于電池續航時間非常有用，但對于希望Android能夠在明年與蘋果縮小差距的發燒友而言卻并非如此。為此，這就需要Arm的高性能架構Cortex-X1了。
Cortex-A78主要面向2021年的智能手機等產品，不過考慮到之前的情況，2021年很難普及Cortex-A78，ARM也沒提到有哪些公司現在應用了這個架構。
ArmCortex-X1：終極性能
Cortex-X1是Arm“CXC項目”的第一款商用產品。性能方面，Cortex-X1將比Cortex-A77提高30%，與Cortex-A78相比，Cortex-X1的的整數運算性能提升了23%，Cortex-X1還擁有兩倍于Cortex-A78的機器學習能力。要實現Cortex-X1的目標性能，需要進行許多重大的微體系結構更改。Cortex-X1的內核比A77和A78要大得多，L2緩存的最大容量為1MB，帶寬是原來的兩倍，可以最大限度地提高性能，而共享的L3緩存可以達到8MB，是前幾代緩存的兩倍。有趣的是，Cortex-X1隨附了一個特定的動態共享單元（DSU），以支持8MB配置，該配置也與集群中的所有Cortex-A78共享該內存。
Cortex-X1在結構設計上與Cortex-A78如出一轍，但幾乎在每個地方都進行了擴展。
前端解碼部分從4端口增加到了5端口，宏指令緩存直接加倍，達到3000條，甚至超過Intel的Sunny Cove（2250條），但少于Zen 2（4000條）。亂序重排緩沖區（ROB）的大小也是擴充到224條，與Zen 2和Skylake持平。
執行部分中變化最大的是FP單元，也就是ARM特有的NEON浮點引擎，Cortex-X1上面直接將FP單元的數量倍增，達到4x128B的規模，寬度上基本等同于目前的桌面x86處理器，不過ARM目前的指令集并不允許單個長度大于128B的向量，在吞吐上肯定是不如桌面端處理器的。
緩存部分也發生了較大的變化，除了同步Cortex-A78增加的一個Load AGU外，ARM允許Cortex-X1的二級緩存加倍，增加到1MB之多，同時L2 TLB較Cortex-A78翻倍，可覆蓋8MB的L3緩存。
Cortex-X1很像Cortex-A78，兩者共享了不少設計改進，但Cortex-X1明顯是沖著高性能去的，它很寬，有著更高的計算吞吐量。官方數據顯示它相比Cortex-A77在峰值性能上有30%的提升，是相當巨大的。
在產品層面，智能手機的SoC似乎不太可能使用四Cortex-X1集群，單Cortex-X1與三個Cortex-A78將是不錯的選擇。這樣的配置只比四核Cortex-A76集群多占用15%的空間，但提供了更高的單核性能。
預計未來的SoC產品會選擇1核X1、3核A78和4核A55的搭配，從而實現更好的的性能與能效的平衡。未來Windows on Arm產品則有可能會搭載多核Cortex-X1的SoC，從而大幅提升性能。
