ARM Cortex-A78C: Big-Core-CPU für Notebook-SoCs mit bis zu acht Kernen

Sven Bauduin et al.
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ARM Cortex-A78C: Big-Core-CPU für Notebook-SoCs mit bis zu acht Kernen
Bild: ARM

ARM stellt mit dem Cortex-A78C eine neue Big-Core-CPU für System-on-a-Chips vor, die zugunsten einer höheren Leistung auf das big.LITTLE-Konzept verzichtet und stattdessen sechs oder acht gleichwertige Kerne ermöglicht. ARMs neuer Core lässt sich mit der Mali-G78-GPU kombinieren und ist für den Einsatz in Notebooks gedacht.

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Cortex-A78-Derivat für PCs und Notebooks

Während in kleinen mobilen Endgeräten wie Smartphones das big.LITTLE-Konzept eine Balance aus Leistung und Effizienz wahren soll und deshalb Cores aus verschiedenen Leistungs- und Effizienzklassen, darunter der Cortex-A77 (demnächst auch Cortex-A78) und der Cortex-A55, miteinander kombiniert werden, hat ARM den Cortex-A78C für SoC-Designs mit sechs oder acht gleichwertigen Big-Cores und den Einsatz im Notebook vorgesehen. Die Multi-Core-Leistung soll mit einem solchen SoC deutlich im Vergleich zum big.LITTLE-Aufbau steigen.

Größerer L3-Cache, Mali-G78 und Ethos-N78

Für den Einsatz des Cortex-A78C in einem SoC hat ARM die maximale Größe des für alle Kerne verfügbaren L3-Caches auf 8 MB angehoben. Diese Eigenschaft übernimmt der Cortex-A78C vom Cortex-X1, normalerweise läge das Limit des bisherigen Cortex-A78 bei 4 MB. Der im Core positionierte L1-Cache für Daten und Instruktionen beträgt weiterhin 64 KB pro Kern mit einer Option auf kleinere 32 KB. Der L2-Cache lässt sich mit 256 KB oder 512 KB konfigurieren.

Chip-Anbieter können die CPU bei der Auswahl des Cortex-A78C mit einer GPU vom Typ Mali-G78 auf Basis der Valhall-Architektur mit bis zu 24 Recheneinheiten kombinieren. Auch die Ethos-N78 als neue Neural Processing Unit (NPU) mit Leistungsstufen von 1 bis 10 TeraOPS steht zur Verfügung.

Die Grundlage für den Cortex-A78C bildet der im Mai vorgestellte Cortex-A78. Der Cortex-A78 baut auf dem Cortex-A77 auf und ist in Sachen Effizienz und Fläche optimiert worden, liefert aber dennoch mehr Leistung. Ein Kern auf Basis des Cortex-A78 soll im 1-Watt-Korsett gemessen an SPECint2006 eine 20 Prozent höhere, kontinuierlich (sustained) abrufbare Leistung als der Cortex-A77 liefern. ARM bezieht in den Leistungsvergleich aber auch Verbesserungen mit ein, die sich aus einem erwarteten Wechsel des Fertigungsprozesses ergeben. Die 20 Prozent mehr Leistung bei 1 Watt Verbrauch entstehen neben den architekturbedingten Verbesserungen aus 15 Prozent höherem Takt, den wiederum der erwartete Wechsel von 7 nm FinFET auf 5 nm FinFET bei den SoC-Anbietern beziehungsweise deren Fertigern ermöglicht. Auf den Cortex-A78 alleine entfallen bei gleichem Takt demnach rund 5 Prozent mehr Leistung.

Mehr Geräte mit Windows 10 on ARM

Der ARM Cortex-A78C könnte den Startschuss für weitere Notebooks mit Windows 10 on ARM geben, etwa für eine neue Generation von Geräten wie dem Samsung Galaxy Book S (Test) mit Snapdragon 8cx. Auch bei Apple wird ARM demnächst eine größere Rolle spielen, da mit dem MacBook Air und MacBook Pro kommenden Dienstag auf Apple Silicon basierende Notebooks vorgestellt werden sollen. Apple bedient sich zwar der ARM-Architektur, nutzt aber Custom-Designs für CPU und GPU, anstatt auf Entwicklungen wie den Cortex-A78C oder die Mali-G78 zu setzen.