Nếu có bất cứ điều gì rõ ràng trong bộ vi xử lý ngành công nghiệp, nó là Intel và AMD hoàn toàn chiếm lĩnh thị trường trong một thế độc quyền dường như không có đối thủ. Tuy nhiên, trong thời gian gần đây ODM (điều này có nghĩa là họ không sản xuất chip, họ chỉ thiết kế chúng) ARM ngày càng trở nên quan trọng hơn, đặc biệt là với các thiết kế như DynamIQ , một cuộc đặt cược hứa hẹn cải thiện sức mạnh của bộ vi xử lý trong khi vẫn duy trì mức tiêu thụ và trong bài viết này, chúng tôi sẽ cho bạn biết nó bao gồm những gì.
Trên thực tế, nếu có một thiết kế ARM được biết đến, thì đó là big.LITTLE , bao gồm một kiến trúc không đồng nhất bao gồm các lõi lớn hơn và mạnh hơn để thực hiện các tác vụ đòi hỏi khắt khe và các lõi khác nhỏ hơn và tiêu thụ điện năng thấp hơn để tiết kiệm năng lượng khi thiết bị không làm như vậy. đòi hỏi sức mạnh lớn. Kiến trúc này đã được triển khai trong các chip điện thoại thông minh trong một thời gian dài và cách đây không lâu, Intel (và thậm chí có vẻ như AMD với Zen 5) đã áp dụng một mô hình tương tự (nhưng theo cách riêng của nó) trong các bộ xử lý máy tính để bàn của mình, vì vậy mọi thứ đều là con đường để đi.
ARM DynamIQ, làm thế nào để tăng sức mạnh mà không làm tăng mức tiêu thụ?
Kiến trúc ARM đã chạy trong nhiều năm như một giải pháp thay thế cho Intel và AMD, nhưng đặc biệt là trong điện thoại di động và máy chủ nhờ mức tiêu thụ thấp, nhưng nó đã không cho đến khi Apple quyết định tạo ra chip M1 của riêng mình và tích hợp vào máy tính của mình cho đến khi ARM thực sự bước vào ngành công nghiệp PC trong nước.
Kiến trúc mới này mà ARM đã gọi là DynamIQ (nó là một cách chơi chữ trong tiếng Anh kết hợp từ “động” với “IQ”, IQ) về nguyên tắc là nhằm vào các thiết bị di động và IOT nhưng họ đã xác nhận rằng họ cũng có ý định tiếp cận hệ sinh thái của máy tính cá nhân và thậm chí cả máy chủ, vì tiềm năng của nó là rất lớn.
Theo ARM, mục tiêu của kiến trúc này là làm cho chip của họ có thể được trang bị hệ thống thực tế ảo và máy học, đồng thời, họ đã thêm nhiều lõi hơn và số lượng lệnh lớn hơn (và đây chính xác là những gì ARM có luôn được thực hiện "yếu" so với x86, vì các chip của nó có các tập lệnh nhỏ hơn và cụ thể hơn nhiều), mang lại gấp đến 50 lần sức mạnh tổng thể cho các tác vụ AI.
Chủ đề cơ bản của DynamIQ là khả năng mở rộng không đồng nhất; Hai từ này ẩn chứa rất nhiều thuật ngữ trong hệ sinh thái, nhưng khi ARM dự đoán 100 tỷ chip ARM khác sẽ được bán trong 5 năm tới, chúng chỉ ra các lĩnh vực chính như ô tô, trí tuệ nhân tạo và máy học ở phần cuối thú vị của điều này. sự phát triển. Do đó, hiệu suất, khả năng mở rộng và độ trễ sẽ là những chỉ số chính về sau mà DynamIQ dự định sẽ kích hoạt.
Một bước vượt qua big.LITTLE
Giai đoạn đầu tiên của DynamIQ là một mô hình cụm lớn hơn, có nghĩa là tối đa tám lõi cho mỗi lõi. Tuy nhiên, điều này có nghĩa là cũng có thể có một thiết kế cốt lõi thay đổi trong một cụm; Tám lõi đó có thể hoàn toàn khác nhau, và thậm chí từ các họ Cortex-A khác nhau trong các cấu hình khác nhau.
Sự tương đồng với big.LITTLE là rõ ràng hơn cả, chỉ là thay vì có "hạt nhân lớn" và "hạt nhân nhỏ", ở đây nó sẽ trực tiếp cho phép có một số lượng hạt nhân xác định và mỗi hạt nhân trong số chúng khác với tất cả các hạt nhân . những người khác (đây là sự khác biệt với big.LITTLE, thực sự).
Nhiều câu hỏi nảy sinh ở đây, chẳng hạn như cách phân cấp bộ nhớ cache sẽ cho phép các luồng di chuyển giữa các lõi trong một cụm (có lẽ tương tự như cách các luồng di chuyển giữa cụm big.LITTLE ngày nay), ngay cả khi các lõi có bố cục bộ nhớ cache khác nhau. ARM vẫn chưa đi sâu vào mức độ chi tiết này, vì vậy nó vẫn đang được phát hành. Mỗi cụm cấu hình lõi thay đổi sẽ là một phần của kết cấu mới, với các chế độ tiết kiệm năng lượng bổ sung và mục tiêu của nó là cung cấp độ trễ thấp hơn nhiều.
Thiết kế cơ bản cũng cho phép mỗi lõi được điều khiển độc lập về điện áp và tần số, cũng như trạng thái ngủ tiết kiệm điện. Theo các slide do ARM cung cấp, nhiều khối IP khác như bộ gia tốc, sẽ có thể kết nối với kết cấu này và hưởng lợi từ độ trễ thấp đó; các mục được ARM trích dẫn là các quyết định ô tô quan trọng về an toàn có thể được hưởng lợi rất nhiều từ điều này.
Một trong những lĩnh vực trọng tâm chính của ARM là dự phòng. Cấu trúc mới cho phép sử dụng số lượng cụm dường như không giới hạn, để nếu một cụm không thành công, các cụm khác có thể thay thế nó. Điều đó nói rằng, loại dự phòng mà một số khách hàng sử dụng chip ARM có thể cần là chuyển đổi dự phòng trong trường hợp có thiệt hại vật chất, chẳng hạn như có thể xảy ra trong một vụ tai nạn ô tô tự hành. Sẽ rất thú vị khi xem liệu tầm nhìn của ARM với DynamIQ có mở rộng đến mức dự phòng đó ở cấp SoC hay không hay việc triển khai kiểu này sẽ phụ thuộc vào các đối tác của ARM.
Cùng với khuôn khổ mới, ARM tuyên bố rằng một thiết kế hệ thống con bộ nhớ mới đã được thực hiện để trợ giúp khả năng tính toán; tuy nhiên, không có gì cụ thể được đề cập. Trên dòng tính toán xa hơn, ARM tuyên bố rằng các hướng dẫn bộ xử lý chuyên dụng mới (chẳng hạn như các hoạt động chính xác có giới hạn) cho AI và Học máy sẽ được tích hợp vào một biến thể của kiến trúc ARMv8.
Hiện tại, chúng tôi không chắc liệu đây có phải là phần mở rộng cho ARMv8.2-A đã giới thiệu độ chính xác trung bình để xử lý dữ liệu hay không hay đây là phiên bản hoàn toàn mới. ARMv8.2-A cũng bổ sung các tính năng RAS và cải tiến mô hình bộ nhớ, phù hợp với “thiết kế hệ thống con bộ nhớ mới” đã đề cập ở trên. ARM đã nói rằng sẽ cần các lõi mới để tạo ra các bộ vi xử lý với kiến trúc này.
Hiện tại, ARM DynamIQ đang tập trung vào các công nghệ mới và tương lai như AI, ô tô và thực tế hỗn hợp, mặc dù sự thật là rõ ràng DynamIQ có thể được sử dụng trong các mô hình sử dụng hiện có khác như máy tính bảng, điện thoại thông minh, PC và máy chủ. Điều này sẽ phụ thuộc, vâng, vào cách ARM làm cho nó tương thích với các thiết kế cốt lõi hiện tại, vì họ có thể đơn giản phát hành nó như một giấy phép riêng biệt.