Armv9.2家族添新成员，全新Cortex-X4、A720和A520CPU内核：性能再创新！
在最近的台北 computex 展会期间，arm 展示了下一代 cortex-a 和 cortex-x 系列 cpu 内核 —— 以及新一代 gpu 设计，我们将看到它们从今年下半年到明年间成为产品。昨天的发布包括旗舰级 cortex-x4 内核、中核 cortex-a720、小核 cortex-a520 以及新一代 gpu immortalis-g720。
arm 最新的 cpu 内核建立在 armv9 及其之前的整体计算解决方案 (tcs21/22) 生态系统的基础上。对于其 2023 的年度 ip，arm 正在通过其 cortex 内核系列推出一波次要的微架构改进，这些细微的变化旨在提高效率和性能，同时完全转向 aarch64 64 位指令集。
除了改进 cpu 内核外，arm 还使用 dsu-120 对其 dynamiq shared unit 内核复合块进行了全面升级。尽管引入的修改很细节，但它们在提高结构效率方面具有重要意义，同时进一步扩展了 arm 的应用范围，支持单个块中多达 14 个 cpu 内核：此举旨在使 cortex-a/x 更适合笔记本电脑。
在过去的几年里，arm的big.little cpu配置一直备受关注。传统big.little配置通常会有与大核心数量相同或更多的小核心，以实现更高的效率和更长的电池寿命。但是随着arm新设计的推出，这种情况正在改变。例如，最近推出cortex-x4、cortex-a720和cortex-a520将协同工作，平衡了性能和效率。而dsu-120则是驱动dynamiq shared unit系统的核心，该系统允许不同的cpu核心共同工作。这些新的设计和技术的推出，为cpu的发展带来了新的可能性，使得设备可以更好地满足用户的需求。
最新架构，14个cpu核心的设计！
最新发布的高功率的cortex-x4、中档的cortex-a720和小型的cortex-a520，它们将协同工作，在性能和效率之间取得平衡。arm还推出了dsu-120，它是驱动dynamiq shared unit系统的核心，该系统允许不同的cpu核心共同工作。
目前高端芯片组通常采用1+3+4或1+4+3的配置。虽然dsu-120支持多达14个cpu核心，但智能手机可能仍然会保持8个核心的设计。不过，标准配置可能会更改为1+5+2。
性能提高了15%
新款cortex-x4 cpu内核将成为繁重单线程任务的绝佳选择。该内核使用相同功率的情况下比上一代x3提高了15%的性能，并且在功耗上也实现了高达40%的降低。尽管为了追求速度而开发，但x4的设计也非常出色，可以预计其时钟速度可达到3.4ghz，成为arm有史以来最快的cpu内核。这对于需要快速处理单线程任务的用户来说，将是一项强大的工具。
cortex-a720比其前身a700内核更加注重效率优化。它比a715更高效，后者本身比a710更高效。使用五个a720核心，它们将为多线程工作负载承担大部分重任，并且能够高效地完成任务。
最后，cortex-a520仍然是一个按顺序执行的内核。它的设计是为了让两个内核共享执行单元，以尽可能少地占用硅片空间。另一个设计目标是尽量节省电力，a520比a510更高效，节能22％。在高端芯片组中，这些内核可能会专注于后台任务。
采用1+5+2配置的新芯片组，搭载x4、a720和a520内核，与当前1+3+4的x3、a716和a510 cpu相比，在相同频率和相同缓存量的情况下（即未考虑新芯片的节点优势），在geekbench 6多线程测试中可以提供27％的性能提升。
需要注意的是，这些内核都不支持旧的32位arm指令集-运行在这些内核上的软件将被优化为armv9。任何仍需要支持32位的公司都可以使用cortex-a710内核。
arm还发布了面向旗舰设备的第二代immortalis gpu g720。对于高端和中端芯片，有新的mali-g720和mali-g620。这三个gpu首次采用了被简称为“第五代”的新架构。
图形图像处理能力更突出！
这一代最大的变化是延迟顶点着色管道。这种变化减少了内存负载，使得在《原神》中带宽降低了33％，在《堡垒之夜》中降低了26％，在 epic games 开发的演示程序《妖精遗迹》中降低了41％，以此展示虚幻引擎的性能。内存负载的减少也降低了功耗和热量，gpu可以利用这些空余资源。总体而言，第五代架构的峰值性能可以提高15％，平均每瓦性能提高15％。
immortalis-g720改进了对光线追踪的支持。arm正在与腾讯游戏和联发科技合作开发智能全局光照（smartgi）作为行业标准。immortalis-g720 gpu将具有高达10个内核，mali-g720可以配置为6至9个内核，mali-g620将达到5个内核，具体取决于芯片组设计者的计划。
总结
arm的新cpu和gpu设计预计将于今年晚些时候和2024年初推出。有趣的是，新闻稿中引用了台积电和三星的话，还引用了英特尔晶圆厂服务(intel foundry services)的话，后者表示“英特尔18a领先技术与arm最新、最强大的cpu核心cortex-x4的结合，将为寻求设计下一代创新移动soc的企业创造机会。”晶圆代工领域的第三方参与者可以推动创新并降低价格。
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提高CPU主频造成的不稳定以及解决思路
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除了改进 cpu 内核外，arm 还使用 dsu-120 对其 dynamiq shared unit 内核复合块进行了全面升级。尽管引入的修改很细节，但它们在提高结构效率方面具有重要意义，同时进一步扩展了 arm 的应用范围，支持单个块中多达 14 个 cpu 内核：此举旨在使 cortex-a/x 更适合笔记本电脑。
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目前高端芯片组通常采用1+3+4或1+4+3的配置。虽然dsu-120支持多达14个cpu核心，但智能手机可能仍然会保持8个核心的设计。不过，标准配置可能会更改为1+5+2。
性能提高了15%
新款cortex-x4 cpu内核将成为繁重单线程任务的绝佳选择。该内核使用相同功率的情况下比上一代x3提高了15%的性能，并且在功耗上也实现了高达40%的降低。尽管为了追求速度而开发，但x4的设计也非常出色，可以预计其时钟速度可达到3.4ghz，成为arm有史以来最快的cpu内核。这对于需要快速处理单线程任务的用户来说，将是一项强大的工具。
cortex-a720比其前身a700内核更加注重效率优化。它比a715更高效，后者本身比a710更高效。使用五个a720核心，它们将为多线程工作负载承担大部分重任，并且能够高效地完成任务。
最后，cortex-a520仍然是一个按顺序执行的内核。它的设计是为了让两个内核共享执行单元，以尽可能少地占用硅片空间。另一个设计目标是尽量节省电力，a520比a510更高效，节能22％。在高端芯片组中，这些内核可能会专注于后台任务。
采用1+5+2配置的新芯片组，搭载x4、a720和a520内核，与当前1+3+4的x3、a716和a510 cpu相比，在相同频率和相同缓存量的情况下（即未考虑新芯片的节点优势），在geekbench 6多线程测试中可以提供27％的性能提升。
需要注意的是，这些内核都不支持旧的32位arm指令集-运行在这些内核上的软件将被优化为armv9。任何仍需要支持32位的公司都可以使用cortex-a710内核。
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