Architettura ARM DynamIQ: definizione e caratteristiche tecniche

Se c'è qualcosa di evidente nel file processore industria, è quello Intel e AMD Dominare completamente il mercato in un duopolio che sembra impareggiabile. Tuttavia, negli ultimi tempi l'ODM (questo significa che non producono chip, li progettano solo) ARM sta acquisendo sempre più importanza, soprattutto con progetti come DynamIQ , una scommessa che promette di migliorare la potenza di processori mantenendo il consumo, e in questo articolo ti diremo in cosa consiste.

In realtà, se esiste un progetto ARM noto, lo è big.LITTLE , costituito da un'architettura eterogenea che consiste in core più grandi e più potenti per eseguire attività impegnative e altri core più piccoli ea basso consumo per risparmiare energia quando l'apparecchiatura non lo fa. richiede un grande potere. Questa architettura è stata implementata nei chip degli smartphone da molto tempo e non molto tempo fa Intel (e sembra persino che AMD con Zen 5) abbia adottato un paradigma simile (ma a modo suo) nei suoi processori desktop, quindi tutto indica che è la strada da percorrere.

Architettura ARM DynamIQ

ARM DynamIQ, come aumentare la potenza senza aumentare i consumi?

L'architettura ARM funziona da molti anni come alternativa a Intel e AMD, ma soprattutto nei telefoni cellulari e nei server grazie al suo basso consumo, ma non è stato fino a Apple ha deciso di creare il proprio chip M1 e integrarlo nei propri computer fino a quando ARM non è entrata davvero nell'industria nazionale dei PC.

BRACCIO DynamIQ

Questa nuova architettura che ARM ha chiamato DynamIQ (è un gioco di parole in inglese che combina la parola "dinamico" con "IQ", IQ) in linea di principio è rivolta ai dispositivi mobili e IoT dispositivi, ma hanno confermato che intendono anche che raggiunga l'ecosistema dei personal computer e persino dei server, poiché il suo potenziale è enorme.

Secondo ARM, l'obiettivo di questa architettura è quello di rendere possibile che i propri chip siano dotati di sistemi di realtà virtuale e machine learning, e per questo hanno aggiunto più core e un maggior numero di istruzioni (ed è proprio quello che ha ARM sempre fatto "debole" rispetto a x86, poiché i suoi chip hanno set di istruzioni molto più piccoli e più specifici), offrendo fino a 50 volte più potenza in generale per le attività di intelligenza artificiale.

Il filo conduttore di DynamIQ è la scalabilità eterogenea; Queste due parole nascondono un sacco di gergo all'ecosistema, ma poiché ARM prevede che altri 100 miliardi di chip ARM saranno venduti nei prossimi 5 anni, indicano aree chiave come l'automotive, l'intelligenza artificiale e l'apprendimento automatico alla fine interessante di questo. crescita. Di conseguenza, le prestazioni, la scalabilità e la latenza saranno le metriche chiave in futuro che DynamIQ intende abilitare.

Un passo oltre big.LITTLE

La prima fase di DynamIQ è un paradigma di cluster più ampio, il che significa fino a otto core per ciascuno di essi. Tuttavia, ciò significa che può esserci anche un core design variabile all'interno di un cluster; Questi otto core potrebbero essere completamente diversi l'uno dall'altro e persino da diverse famiglie Cortex-A in diverse configurazioni.

Specifiche ARM DynamIQ

La somiglianza con big.LITTLE è più che evidente, solo che invece di avere “nuclei grandi” e “nuclei piccoli”, qui permetterebbe direttamente di avere un numero definito di nuclei e che ognuno di essi è diverso da tutti i nuclei . altri (questa è la differenza con big.LITTLE, davvero).

Molte domande sorgono qui, come il modo in cui la gerarchia della cache consentirà ai thread di migrare tra i core all'interno di un cluster (forse simile a come i thread migrano tra grappoli big.LITTLE oggi), anche quando i core hanno layout di cache diversi. ARM non è ancora entrato in questo livello di dettaglio, quindi è ancora nell'aria. Ogni cluster di configurazione a core variabile farà parte di una nuova struttura, con modalità di risparmio energetico aggiuntive, e il suo obiettivo è fornire una latenza molto più bassa.

Dinamica 2

Il design sottostante consente inoltre a ciascun core di essere controllato in modo indipendente per tensione e frequenza, nonché per gli stati di sospensione a risparmio energetico. Secondo le diapositive fornite da ARM, vari altri blocchi IP come gli acceleratori, dovrebbero essere in grado di connettersi a questo fabric e beneficiare di quella bassa latenza; gli elementi citati da ARM come decisioni automobilistiche critiche per la sicurezza potrebbero trarne grande vantaggio.

Una delle principali aree di interesse di ARM è la ridondanza. La nuova struttura consente di utilizzare un numero apparentemente illimitato di cluster, in modo che se uno fallisce, gli altri possono prendere il suo posto. Detto questo, il tipo di ridondanza di cui alcuni clienti di chip ARM potrebbero aver bisogno è il failover in caso di danni fisici, come potrebbe accadere in un incidente automobilistico autonomo. Sarà interessante vedere se la visione di ARM con DynamIQ si estende a quel livello di ridondanza a livello di SoC o se questo tipo di implementazione dipenderà dai partner ARM.

BRACCIO Dynamiq

Insieme al nuovo framework, ARM ha dichiarato che è stato implementato un nuovo design del sottosistema di memoria per aiutare con le capacità di calcolo; tuttavia, non viene menzionato nulla di specifico. Sull'ulteriore linea di calcolo, ARM afferma che le nuove istruzioni del processore dedicato (come le operazioni di precisione limitata) per AI e L'apprendimento automatico lo farà essere integrato in una variante dell'architettura ARMv8.

Non siamo sicuri al momento se si tratti di un'estensione di ARMv8.2-A che ha introdotto una precisione media per l'elaborazione dei dati, o se si tratta di una versione completamente nuova. ARMv8.2-A aggiunge anche funzionalità RAS e miglioramenti al modello di memoria, in linea con il "nuovo design del sottosistema di memoria" menzionato sopra. ARM ha affermato che saranno necessari nuovi core per realizzare processori con questa architettura.

BRACCIO Dynamiq IA

Per ora ARM DynamIQ è focalizzato su tecnologie nuove e future come AI, automotive e realtà mista, anche se è vero che è chiaro che DynamIQ può essere utilizzato in altri modelli di utilizzo esistenti come tablet, smartphone, PC e server. Ciò dipenderà, sì, da come ARM lo rende compatibile con gli attuali progetti di base, dal momento che potrebbero semplicemente rilasciarlo come licenza separata.