Arm推出新的Cortex-A78AE芯片,拥有更高性能的CPU内核

随着我们看到越来越多的嵌入式技术集成到我们的日常生活中，功能安全在计算领域变得越来越重要。arm的汽车增强（automotive enhanced ：ae）ip系列产品已于2018年随着cortex-a76ae的发布而推出。
几年过去了，现在是使用一套新的ae ip的时候了，arm近日也推出了新的cortex-a78ae，新产品带来了更高性能的cpu内核，并且还首次采用了ae级gpu mali-g78ae和isp mali-c71ae。arm表示，通过这一举动，它不仅在汽车领域实现了多元化，而且将范围扩大到工业和其他系统。
hercules-ae是cortex-a78ae
在cpu方面，新的ip并不是完全新的，因为我们去年在nvidia宣布的“ orin”汽车soc时就首次听说过新的hercules-ae设计。
顾名思义，新的cortex-a78ae基于cortex-a78微体系结构，与上一代corex-a76ae相比，这意味着ipc提升了30％，性能更高。
关于ip的功能安全性，今年的新功能是引入了一种新的运行“混合模式”，该模式代表了一种如何实现asil-b遵从性的新体系结构，但与现有的split相比，对性能的影响较小模式操作模式。
当前，通过在“拆分模式”（split mode）或“锁定模式”（locked mode）下运行，可以在ae cpu上实现功能安全。锁定模式非常简单，包括以锁步方式运行成对的内核，并带有额外的逻辑来控制这些内核之间的计算结果始终保持一致。这将您的吞吐量减少了一半，因为您始终可以重复完成的工作。
保持asil-b功能安全的拆分模式仍然需要定期检查内核以确保其正常工作，这使它们暂时不可用。问题在于dsu级别（动态共享单元– l3缓存），要对其进行检查将使整个cpu群集不可用，并且对系统的性能影响更大。
新的混合模式在dsu上增加了额外的逻辑，以使其能够进行故障检测，从而确保了连续的操作和计算吞吐量。要注意的是，dsu的这种冗余意味着附加的控制逻辑，但实际上并不包括复制l3 sram，这将招致较大的面积损失。
因此，新的混合模式将代表asil-b工作负载的更高性能的设计配置，而dsu的监听面积成本相对较小。如果供应商选择实施混合模式或保留较简单的拆分模式配置，则在设计时应考虑到额外的区域要求。锁定模式下的asil-d操作自然仍然需要额外的区域投资。
如前所述，cortex-a78ae早已获得许可，nvidia的新的具有12个内核的orin soc是第一个采用新内核的公开设计。
mali-g78ae-最终引入虚拟化
除cortex-a78ae之外，arm还首次宣布以新型mali-g78ae的形式发布具有功能安全功能的gpu。基于移动mali-g78 gpu内核，我们应该期望ip从1核扩展到24核，且具有相似的性能和能效指标。
新ip的重要添加是包括了全面的硬件虚拟化，这是迄今为止公司gpu ip所缺乏的一项关键功能。
硬件虚拟化对于能够将安全关键软件与其他非关键工作负载分离，确保如果发生任何错误（例如某些奇怪的工作负载使gpu驱动程序崩溃）而言至关重要，安全关键组件可以继续运行而不会问题。
三星的exynos auto v9是这种soc设计的一个示例，以前它必须部署3个gpu群集（mp12 + mp3 + mp3），以确保独立的工作负载运行不会影响关键系统。
通过硬件虚拟化，mali-g78ae的新设计将不需要多个gpu集群，而是能够使用单个gpu，从而在并发的多个工作负载之间灵活地划分内部gpu执行资源。ip支持四个这样的分区。除了硬件分区之外，软件虚拟化还允许对同一分区内的工作负载进行时分操作。
新ip支持asil-b标准的功能安全性-这都是设计限制，但是arm也说这是当前客户的要求。如果在设计中放置两个相同的gpu并比较输出，则有可能在设计中实现更高的asil-d能力。
除了宣布新的cpu和gpu ip之外，我们还看到该公司现有的mali-c71 isp ip用新的c71ae进行了扩展，该c71ae增加了对asil-b和sil2完整性检查的支持。
今天发布的公告的一部分还包括arm对参考自主平台的支持：
除了这些令人惊叹的新硬件技术之外，我们还致力于为系统的开发人员提供支持。对于软件开发人员，我们正在使自治应用程序中熟悉的云原生技术能够简化开发，而arm开发解决方案可加快软件开发和验证速度，同时缩短部署路径。对于自主芯片的开发人员，我们的物理ip，培训和设计审查有助于降低风险。