ARM, uno sguardo al futuro: Cortex-A72 e CoreLink CCI-500!

L’industria tecnologica ci bombarda periodicamente con un gran numero di innovazioni, tanto da farci dimenticare la mole di tempo necessaria all’ingegnerizzazione dei nostri amati dispositivi. ARM, principale motore del rinnovamento architetturale in ambito mobile, ha recentemente annunciato Cortex-A72 e CoreLink CCI-500, elementi pensati per i terminali di fascia alta del prossimo 2016.

La società di Cambridge si è mossa, come d’abitudine, con grande anticipo e pochi dettagli. Nulla di anormale, in realtà, se si considera che le tecnologie appena presentate saranno portate fisicamente sul mercato da chipmaker terzi, i quali avranno bisogno di non poco tempo per affinare i propri SoC. Il rilascio immediato di troppe informazioni potrebbe avvantaggiare inoltre quella concorrenza che, pur utilizzando l’ISA ARMv8-A, preferisce sviluppare in casa l’architettura dei core.

Tra le soluzioni oggetto di questo articolo la maggior parte dell’attenzione ricade, naturalmente, su Cortex-A72, successore di quel Cortex-A57 che costituisce la parte più prestazionale dei recenti SoC dotati di architettura big.LITTLE.

Il nuovo processore out of order a 64 bit rappresenta la punta di diamante della serie Cortex, nasce per essere implementato con processo FinFET a 16 nm ed è pensato per offrire performance elevate con consumi ridotti. ARM indica una frequenza massima di 2.5 GHz per questo elemento, superabile solo nei SoC pensati per i dispositivi di taglia maggiore (tablet o server).

Del nuovo core, purtroppo, non conosciamo ancora tutti i dettagli architetturali, ma solo alcune vaghe informazioni riguardo performance ed efficienza. A parità di consumi, prendendo come riferimento l’obsoleto ma potente Cortex-A15, le prestazioni dovrebbero essere migliorate di 3.5 volte, mentre le richieste energetiche a parità di lavoro svolto si dovrebbero essere ridotte del 75%.

Si tratta, ovviamente, di valori che ci danno solo una stima delle reali potenzialità dei futuri chip. Dobbiamo segnalare, inoltre, che gran parte dell’aumentata efficienza energetica segnalata da ARM nelle slide è probabilmente dovuta al nuovo processo produttivo. La litografia a 16nm, infatti, secondo TSMC  garantisce da sola consumi ridotti del 50% a parità di frequenza rispetto all’attuale nodo produttivo.

Cortex-A72, come abbiamo detto, è ideato come parte “big” dei futuri SoC. È interessante notare che la società inglese non ha presentato, come ci saremmo potuti aspettare, alcuna novità riguardo la parte LITTLE (meno prestazionale ma decisamente più efficiente), che rimarrà quindi con ogni probabilità basata su Cortex-A53 ancora per molto tempo.

Chiudiamo il capitolo dedicato a questa CPU, infine, con l’ottima notizia che vede i maggiori produttori cinesi (MediaTek, Rockchip e HiSilicon) già licenziatari del nuovo core. Questo significa, di fatto, che i futuri SoC di queste aziende potranno contare su performance ancora più elevate, in continuità con un trend che troviamo decisamente interessante.

È innegabile che il lancio del nuovo Cortex-A72 sia, dal punto di vista mediatico, assai più visibile rispetto all’annuncio di una nuova edizione di Cache Coherent Interconnect. Tolti i pochi appassionati e gli addetti ai lavori, infatti, non molti possono apprezzare l’utilità di CoreLink CCI-500 all’interno dell’ecosistema ARM.

Questo elemento, in realtà, è davvero fondamentale al funzionamento dei moderni SoC e consente lo scambio di informazioni tra le varie parti del chip. Da ormai tre anni, ad esempio, la versione CCI-400 è alla base  della tecnologia big.LITTLE, grazie alla quale oggi il mercato è popolato da tanti dispositivi octacore. La capacità di muovere grosse moli di dati rapidamente, inoltre, è necessaria ad un’esperienza multimediale appagante ed all’uso di schermi ad alta risoluzione, come i pannelli 4K supportati dal circuito appena presentato.

Il nuovo CCI-500 introduce principalmente uno snoop filter che, evitando le chiamate non necessarie, migliora l’utilizzo della cache. Il filtro, inoltre, consente in direttamente una riduzione dei consumi energetici dovuta alla minore attività dei core ed al minor tasso di utilizzo della banda di memoria.

Si tratta di un’importante innovazione rispetto al predecessore CCI-400 che, non disponendo di questo elemento, si affidava ad un filtro interno ad ogni cluster di core a scapito dell’efficienza. ARM dichiara che grazie a questa innovazione il nuovo interconnect può vantare performance superiori del 30% sulle porte che vanno alla CPU.

Tra le altre migliorie dobbiamo segnalare, inoltre, il raddoppio della bandwidth di sistema e delle porte ACE (AXI Coherency Extension). Si tratta di innovazioni importanti che consentono a CCI-500 di supportare quattro cluster di processori (il che rende possibili SoC da 16 core) e memorie quad-channel. Si tratta, ovviamente, di elementi che difficilmente vedremo nei prossimi smartphone, ma che sono giustificate alla luce della longevità delle varie edizioni di CCI.

Cortex-A72 e CoreLink CCI-500 sono due nuove soluzioni davvero interessanti, e ci indicano chiaramente che la strada verso i SoC potenti ma energeticamente parsimoniosi è ardua ma non impossibile. Trattandosi di annunci su carta non abbiamo, purtroppo, riferimenti sufficienti a capire la reale bontà delle innovazioni sviluppate da ARM, e siamo particolarmente curiosi riguardo al comportamento reale della soluzione Cortex. Ci aspettiamo, comunque, di poter fare presto chiarezza sulle reali novità architetturali di questa CPU grazie alle informazioni che saranno divulgate nei prossimi mesi.

 

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