ARM: Neuer Big Core „Makalu“ unterstützt nur noch 64 Bit

Auf den Cortex-A78 und den davon abgeleiteten Cortex-X1 lässt ARM in den kommenden zwei Jahren die neuen CPU-Cores Matterhorn und Makalu folgen, die in der Spitze eine Mehrleistung von bis zu 30 Prozent im Vergleich zum Cortex-A78 liefern sollen. Mit den Designs ab 2022 will ARM ausschließlich noch 64 Bit unterstützten.

Zum Abschluss des virtuell abgehaltenen ARM Dev Summit gab Paul Williamson, Vice President und General Manager für die Client Line of Business, einen Ausblick auf das kommende IP (Intellectual Property) in puncto neuer CPU-Designs. Auf die im Mai angekündigten Cores mit den Namen Cortex-A78 (Hercules) und den davon abgeleiteten Cortex-X1 soll 2021 der Matterhorn und im Jahr darauf der Makalu folgen. Für Makalu prognostiziert ARM eine Integer-Single-Core-Mehrleistung von bis zu 30 Prozent gegenüber dem Cortex-A78, wie intern mit SPECint2006 ermittelt wurde.

In der veröffentlichten Roadmap zeigt ARM auf, dass sich die Integer-Single-Core-Leistung seit der Vorstellung des Cortex-A73 vor vier Jahren um den Faktor 2,5 verbessert habe. Mit dem Makalu sollen darauf nun weitere 30 Prozent aufgeschlagen werden. Damit das Unternehmen dieses Vorhaben in zwei Jahren in die Realität umsetzen kann, müssen aber alte Zöpfe der 32-Bit-Ära abgeschnitten werden.

Big Cores unterstützen nur noch 64 Bit

Mit den ab 2022 eingeführten CPU-Design der „Big Cores“ wird ARM ausschließlich noch 64-Bit-Instruktionen unterstützen. Alle zukünftigen Entwicklungen von ARM werden diesem neuen Grundsatz folgen. Makalu wird somit der erste „Big Core“, der nicht mehr mit 32-Bit-Instruktionen umgehen kann. Diese Veränderungen an der Hardware seien notwendig, um die komplexen, rechenintensiven Workloads der Zukunft für AI und XR (AR und VR) auf mobilen Endgeräten zu meistern.

Aufseiten der Software könnten Entwickler ebenfalls große Sprünge erwarten, wenn sie ihre Anwendungen neu und ausschließlich für 64 Bit kompilieren, so ARM. Die Umstellung spare zudem Kosten in der Entwicklung und beschleunige diese, da fortan ausschließlich für 64 Bit entwickelt werden müsse.

Cortex-A78 dürfte mit Snapdragon 875 kommen

Ende dieses Jahres dürfte auf dem ebenfalls virtuellen Qualcomm Tech Summit mit dem „Snapdragon 875“ das erste SoC mit Cortex-A78 vorgestellt werden und kommendes Jahr einsatzbereit sein. Dieser soll bei gleichem Takt rund 5 Prozent mehr Leistung als der Cortex-A77 liefern. Bezieht man die architekturbedingten Verbesserungen des Wechsels von 7 nm FinFET auf 5 nm FinFET mit ein, der einen 15 Prozent höheren Takt erlauben soll, kann der Cortex-A78 bis zu 20 Prozent mehr Leistung abliefern.

Cortex-X1 als großer Prime-Core

Der Cortex-X1 wiederum ist auf maximale Leistung getrimmt worden und basiert auf dem Cortex-A78. Er ist das erste Ergebnis des neuen Cortex-X-Custom-Programms von ARM, mit dem Partner wie Qualcomm oder Samsung einen Kern nach eigenen Vorgaben konzipieren können. Mit dem Cortex-X1 bietet ARM ein entsprechendes Design als Grundlage an, das bei 3,0 GHz 22 Prozent mehr Leistung als der Cortex-A78 liefert. Dafür ist der Cortex-X1 mit doppelt so großem L1- und L2-Cache ausgestattet und befindet sich in einem DynamIQ-Cluster mit 4 MB L3-Cache. Der Cortex-X1 wird als noch schnellerer Prime-Core erwartet, wie ihn Qualcomm zum Beispiel im Snapdragon 865 (Plus) in Form eines höher getakteten Cortex-A77 mit mehr Cache nutzt.