ARM Cortex-A78是一个基于ARMv8.2-A64位指令集架构设计的中央处理器以及ARM内核[1]。由安谋控股旗下奥斯汀设计中心的奥斯汀团队设计[1]

ARM Cortex-A78
产品化2020
设计团队安谋控股
指令集架构ARMv8-A
扩展指令集ARMv8.1-A, ARMv8.2-A, 密码学, RAS, ARMv8.3-A LDAPR
核心数量1–4个为一个集群
一级缓存32–64 KB
二级缓存256–512 (private L2 ECC) KiB
三级缓存Optional, 512 KB to 4 MB (up to 8 MB) with Cortex-X1
CPU主频范围至 3.0 GHz(手机平台), 3.3 GHz(平板电脑/笔记本电脑) 
上代产品ARM Cortex-A77
继任产品ARM Cortex-A710
相关产品ARM Cortex-X1

设计

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ARM Cortex-A78是ARM Cortex-A77的继任产品,比上一代节能多达50%。A78可以与 DynamIQ技术中的ARM Cortex-X1ARM Cortex-A55配对,以提供较高的性能和能效比[2]

ARM Cortex-A78拥有四条超标量乱序执行解码流水线并包含1.5K macro-OP(MOPs)缓存。A78每个周期可以获取4条指令和6Mops,并且每个周期可以重命名和调度6Mops和13µops(Micro-operation)。乱序执行窗口大小为160位,后端有13个执行端,流水线深度为13个阶段,执行延迟(execution latencies)为10个阶段[3][4]

标准ARM Cortex-A78方案在 2.1 GHz (5 nm) 的情况下,比上一代Cortex-A77

  • 性能提高7%
  • 功耗降低4%
  • 面积减少5%,令在四核集群的情况下提供给GPU和NPU区域面积增加了15%。

ARM Cortex-A78支持ARM DynamIQ技术,令在设计多核产品时更加灵活和增加扩展性。L1缓存可以从64KB减至更小的32KB。为了抵消更小L1内存所带来的影响,分支预测器需要更好地覆盖不规则的搜索模式,并且能够在每个周期跟踪两个采用的分支,从而减少L1缓存未命中的问题并有助于隐藏流水线气泡(pipeline bubbles)以保持内核持续运作。与A77相比,流水线长了一个周期,并且是每周期6条指令的设计。这确保A78可以达到3GHz左右的时钟频率

ARM还在A78的执行单元中加个整数乘法单元和一个额外的负载地址生成单元 (Address Generation Unit,AGU),以将数据负载和带宽都增加50%。A78的其他优化包括增加融合指令[5]指令调度程序寄存器重命名结构重排序缓冲器的效率。

L2缓存最高可达512KB,并具有双倍带宽以提高性能,而L3缓存最高可达4MB,是前几代 Cortex-A产品的两倍。动态共享单元 (Dynamic Shared Unit,DSU) 还允许和共享ARM Cortex-X1 8MB配置[6][7][8][9]

对外授权

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ARM Cortex-A76可作为半导体IP核授权给被许可方(例如高通联发科),其设计使其适合与其他IP内核(例如 GPU数字信号处理器(DSP)、显示控制器)集成到一个片上系统(SoC)中。

上市产品

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2020年11月,Cortex-A78首次用于三星Exynos 1080以及之后的2020年12月的三星Exynos2100[10][11]。骁龙888中使用的是定制Kryo680 Gold内核并基于Cortex-A78微架构

上市产品分别还有:

参考资料

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  1. ^ 1.0 1.1 Cortex-A78. Arm Developer. [2020-07-01]. (原始内容存档于2021-11-10) (英语). 
  2. ^ Triggs, Robert. Arm Cortex-X1 and Cortex-A78 CPUs: Big cores with big differences. Android Authority. 2020-05-26 [2020-06-15]. (原始内容存档于2022-03-31) (美国英语). 
  3. ^ Frumusanu, Andrei. Arm's New Cortex-A78 and Cortex-X1 Microarchitectures: An Efficiency and Performance Divergence. www.anandtech.com. [2020-06-17]. (原始内容存档于2022-04-08). 
  4. ^ Arm Unveils the Cortex-A78: When Less Is More. WikiChip Fuse. 2020-05-26 [2020-06-17]. (原始内容存档于2022-04-19) (美国英语). 
  5. ^ Macro-Operation Fusion (MOP Fusion) - WikiChip. [2022-03-22]. (原始内容存档于2021-02-27). 
  6. ^ Frumusanu, Andrei. Arm's New Cortex-A78 and Cortex-X1 Microarchitectures: An Efficiency and Performance Divergence. www.anandtech.com. [2020-06-17]. (原始内容存档于2022-04-08). 
  7. ^ Arm Unveils the Cortex-A78: When Less Is More. WikiChip Fuse. 2020-05-26 [2020-06-17]. (原始内容存档于2022-04-19) (美国英语). 
  8. ^ Triggs, Robert. Arm Cortex-X1 and Cortex-A78 CPUs: Big cores with big differences. Android Authority. 2020-05-26 [2020-06-15]. (原始内容存档于2022-03-31) (美国英语). 
  9. ^ ARM's Cortex-A78 CPU and Mali-G78 GPU will power 2021's best Android phones. www.theverge.com. 26 May 2020 [2020-06-15]. (原始内容存档于2022-04-19) (英语). 
  10. ^ Frumusanu, Andrei. Samsung Announces Exynos 1080 - 5nm Premium-Range SoC with A78 Cores. www.anandtech.com. [2020-11-13]. (原始内容存档于2022-04-19). 
  11. ^ Exynos 1080 5G Mobile Processor: Specs, Features | Samsung Exynos. Samsung Semiconductor. [2021-01-11]. (原始内容存档于2021-10-29) (英语).