ARMv9 系列Core

2021年5月Arm公布了其最新3款CPU和3款GPU核心設計，三款新CPU分別是旗艦核心Cortex-X2、高性能核心Cortex-A710、高能效核心Cortex-A510 CPU，三款新GPU核心則覆蓋高中端和入門級。

這是繼2021年3月推出重要的創新——全新64位指令集Armv9、2021年4月推出基于Armv9的首個產品——面向數據中心的Neoverse N2之后，Arm首次展示基于Armv9設計的一系列面向消費級移動設備市場的新核心，這些新設計不僅性能大幅提升，而且增加新的安全性和人工智能（AI）功能。

• Cortex-X2，它是Arm Cortex-X定制項目的一部分，允許合作伙伴幫助為其特定用例設計專用核心。作 為Cortex-X1 的繼任者，它也是Arm CPU產品線中強大的設計，可以用于筆記本電腦等大屏設備。Arm稱，與Cortex-X1比，Cortex-X2的性能將提高16%，機器學習性能提升2倍；
• Cortex-A710 “big” 核心 比 Cortex-A78 提高10%的性能、30%的能效、2倍的機器學習性能；
• Cortex-A510 “LITTLE” 高能效核心 取代自2017年推出的Cortex-A55設計。與老款A55相比，其性能提升35%，能效提高20%，機器學習性能提升3倍。

高通驍龍888芯片，即采用 Arm Cortex-X1 和Cortex-A78的部分定制版本作為其四個“大”核心，并使用Cortex-A55設計作為其“LITTLE”核心。

X2、A510都將是純64位，不再兼容32位，而A710會繼續支持OL0 AArch32。其中，X2和A710的前端都改進了分支預測，精度更高，錯誤更少。

憑借 L3 緩存和叢簇設計 DSU-110 的特性，單一叢簇（cluster）最多可容納8個X2 核心，并具有最大 16MB 的 L3快取能力。

ARM Cortex-A510 介紹

Cortex-A510是一個更大的微體系結構跳躍，因為它代表了Arm的 Cambridge CPU 設計團隊的一項新的 CPU設計。A510 在改進 IPC的同時仍繼續關注功率效率，并且也許最有趣的是，它保留了其有序的微體系結構特征。

A510則采用了一個混合核心微架構（merged core microarchitecture）新設計，可將2個A510組合成一個群組，單一CPU可由多個群組構成，從而實現更加彈性化的結構設計。兩個核心對它們共享L2緩存系統以及它們之間的FP / NEON / SVE pileline。

ARM 的 Merged-Core Microarchitecture 是 ARM 設計的新型微架構。這種微架構的主要特點是將多個物理核心合并為一個邏輯核心，以提高處理器的能效和性能。

在Merged-Core Microarchitecture中，每個物理核心都可以獨立運行指令，但是所有的物理核心都共享同一個指令流。這樣，當某個物理核心空閑時，它可以被用來執行其他核心的指令，從而提高整體的處理器性能。

ARM Cortex-A715

2022年8月 Arm又推出了他們的大核Cortex-A715(也稱為 Makalu)。A715 支持與 ARMv9.0 ISA 大致相同的幾項增強功能。更關鍵的是，A715的所有Exception Level都是僅支持AArch64（完全放棄了 32 位支持）。A715 的設計原則與之前的大核心相似：以更高的比率提高性能，而不是影響功率和面積。在這次迭代中，性能重點放在了整體改進上，而沒有顯著拓寬pipeline 或extending its depth。最后，Arm 工程師引入了受早期 Cortex-X 設計啟發的有針對性的改進，例如分支預測器和預取增強功能。

A715 的另一項改進是引入了 3 階段預測方案以實現快速周轉。以前，Arm 具有快速的 L0 0 周期預測和較慢的 2 周期預測結構，而在 A715 中，Arm 將其分解為三個階段，采用新的 1 周期周轉中間結構，從而減少了獲得預測的延遲。

隨著更高容量的分支預測器產生更高的分支請求帶寬，可能會遇到更多獲取兩個單獨指令流的實例。為了適應這一點，A715 現在支持更高的指令高速緩存查找帶寬，最高可達標簽/周期的兩倍。

ARM Cortex-A720

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