ARM|深度解读ARM新架构:大核进取、小核摆烂?

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众所周知 , 对于如今的绝大多数的智能手机、平板电脑 , 以及部分笔记本电脑产品来说 , ARM可以说是“一切的源头” 。 高通与三星的SoC近年来一直使用着ARM公版的CPU设计 , 而被公认“翻身”了的联发科 , 则靠的是ARM公版的CPU与GPU架构 , 甚至就连一向标榜“自研”的苹果 , 实际上也离不开ARM的基础指令集授权 。

正因如此 , 当ARM方面在2022年6月28日晚间 , 毫无预兆地突然发布了全新一代的架构方案后 , 自然也值得我们去进行进一步的分析 。
性能概况:大核更强、中核更省 , GPU加入硬件光追
开门见山 , 我们先直接为大家带来ARM这一代新架构的性能相关信息 。 并且非常令人感叹的是 , ARM此次在公布新老架构性能对比数据时居然不再“玩巧” , 事实上 , 他们给出了可能是史上最详细的性能对比参数 。
首先 , 是全新的Cortex-X3大核 。 在使用了完全相同半导体制程、主频和缓存设计的前提下 , Cortex-X3的性能比Cortex-X2可以提升11% 。

在使用完全相同半导体制程 , 但主频和缓存设计按照新老架构的不同典型值做对比时 , Cortex-X3的性能比Cortex-X2可提升22% 。

如果再考虑到制程方面的因素 , 比如假设Cortex-X3采用新的台积电3nm工艺情况下 , 此时对比采用台积电4nm工艺、且主频与缓存采用现有设计的Cortex-X2时 , 那么新架构的性能领先幅度则会达到25% 。

其次 , 是改进型的Cortex-A715中核 , 在使用相同半导体制程、相同主频和缓存设计的前提下 , 新的中核性能相比老设计仅有5%的提升 , 但请注意 , 此时的能效会比老架构高出20% 。 也就是说其实际功耗此时为Cortex-A710的87.5% , 在性能略微提升的前提下省电了12.5% , 算是比较明显的进步了 。

相比于大核与中核的显著改进 , 新架构里Cortex-A510小核的改进就比较微妙了 。 一方面 , 正如其名称所示的那样 , 此次的新版小核还是叫做“Cortex-A510” , 连名字都没变 。 但另一方面 , 要说它完全没改又不太对 , 因为新版的小核功耗比老版本下降了5% , 同时更为重要的是 , 其此次加上了对32位应用的兼容性 。
但请注意的是 , 这个兼容性功能是可选特性 , 并非标配 。 选配后是有可能会给性能带来负面影响的 , 但具体影响有多少 , ARM方面并没有明确 。

除了新版的CPU , ARM此次也同期发布了换代的GPU方案 。 这一次 , 新的GPU设计被分为了三档 , 分别是“顶配”的Immortalis(不朽)-G715、中配的Mali-G715 , 以及入门级的Mali-G615 。
与本世代的Mali-G710和Mali-G610相比 , 新架构首先带来了15%的基础效率提升(而且是不考虑制程增益的情况下) , 其次还支持了VRS可变着色率技术 , 能够在部分高刷游戏中显著降低渲染负载、对于XR应用也有很大的意义 。