Компания ARM, главный мировой разработчик процессоров для мобильных устройств, объявила о выпуске новой мультиядерной процессорной микроархитектуры DynamIQ, которая на ближайшие годы станет основой всех новых процессоров семейства Cortex-A. Новая микроархитектура DynamIQ пришла на смену big.LITTLE, впервые представленной ARM в 2011 году и успешно зарекомендовавшей себя за пять с лишним лет. В то же время, отмечают в ARM, DynamIQ не разработана с нуля, а является дальнейшим эволюционным развитием идей и технологий big.LITTLE.

В отличие от традиционного позиционирования своих вычислительных систем для определенных рынков – например, для мобильных устройств, с выпуском микроархитектуры DynamIQ компания ARM заявила о гибкой универсальной платформе с огромными возможностями масштабирования, поддерживающей интеллектуальные решения для практически любых применений, от облаков и сетей до перспективных гаджетов.

По словам Нандана Найямпали (Nandan Nayampally), главы ARM Compute Products Group, «по мере усложнения вычислительных систем… нам необходимо переосмысление мультипроцессорной обработки данных». Это означает не только «гибкую обработку данных в CPU… но также совершенствование и интеграцию гетерогенных вычислений в виде, более близком к разнообразным, дифференцированным решениям. С новой архитектурой вы можете настраивать производительность как на уровне кластеров, так и отдельных процессорных ядер, устанавливая для каждого подходящий уровень производительности и характеристик потребления энергии.

Оптимизация собственных разработок и новые наборы команд

Процессорная технология DynamIQ базируется на хорошо известной по прежним поколениям процессоров архитектуре ARM big.LITTLE, где несколько экономичных процессорных ядер сочетаются в одном чипе с несколькими высокоэффективными ядрами. Таким образом, чип позволяет при необходимости значительно наращивать производительность и экономить заряд батареи мобильного устройства в остальное время.

Развивая идею «правильный процессор для правильной задачи», архитектура DynamIQ поддерживает до 8 процессорных ядер на один вычислительный кластер, при этом кластеров в финальном чипе может быть практически бесконечно много.

С помощью технологии big.LITTLE, каждый вычислительный кластер, в свою очередь, обеспечивает определенный уровень производительности. В отличие от традиционной big.LITTLE, использующей попарное ускорение мощных и экономичных ядер (2+2, 2+4, 4+4 и т.п.), архитектура DynamIQ может работать с любыми сочетаниями, от 1+3 или 1+7 до любых других.

Благодаря микроархитектуре DynamIQ, каждое ядро кластера может иметь различные показатели производительности и энергопотребления. Новая архитектура DynamIQ также поддерживает ряд новых инструкций, оптимизированных для ускорения процесса машинного обучения и для работы с приложениями искусственного интеллекта.

По словам представителей ARM, новые процессоры Cortex-A, разработанные на базе технологии DynamIQ, смогут обеспечить оптимизацию для 50-кратного повышения производительности вычислений в области искусственного интеллекта в течение следующих трех-пяти лет, и 10-кратное увеличение производительности с применением интегрированных аппаратных акселераторов.

Дополнительную гибкость новой вычислительной архитектуре придает переделанная подсистема памяти, которая обеспечивает более быстрый доступ к данным при одновременном снижении энергопотребления.

Архитектура DynamIQ способна обеспечить низкое энергопотребление благодаря быстрому переключению между различными уровнями состояния и точному управлению уровнями производительности.

Первые смартфоны на DynamIQ: уже в 2018?

В настоящее время ARM еще не представила новые процессорные ядра Cortex-A, однако по заявлению компании, она работает с «многочисленными партнерами» над практическим внедрением технологий DynamIQ.

По словам представителей ARM, компания в последние четыре года поставила своим партнерам порядка 50 млрд 64-битных чипов, и в следующие пять лет планирует как минимум удвоить это число. Ожидается, что большинство из этих 100 млрд чипов, которые компания планирует поставить до 2021 года, будут ARM-ядрами на основе Dynamiq или из экономичных семейств Cortex-R и Cortext-M. По мнению представителей руководства ARM, микроархитектура Dynamiq может появиться во множестве различных смартфонов всего за два года.

Список партнеров вместе с новыми процессорными решениями на базе DynamIQ будет представлен позже в этом году, а первые чипы на базе DynamIQ появятся уже 2018 году.