Cortex-X5 má eliminovat náskok Applu v ARM jádrech?
Sotva Samsung uvedl do telefonů svůj procesor Exynos 2400, už se objevily zvěsti o jeho nástupci, Exynosu 2500, který by měl pohánět příští generaci telefonů Galaxy. Zatímco Exynos 2400 příjemně překvapil proti dost negativním očekáváním, Exynos 2500 by prý mohl být takřka pecka. Dokonce přicházejí informace, že může porazit ve výkonu krále telefonních procesorů Apple a jeho SoC A17 Pro, což je ale asi třeba brát s hodně velkou rezervou.
Exynos 2500
Zda se bude příští generace procesoru skutečně jmenovat Exynos 2500, není ještě potvrzeno, zatím s tím tedy budeme operovat jen pracovně. K tomuto SoC se už začaly na internetu objevovat úniky informací. První je to, že čip bude poprvé 3nm, a to vyráběný už vylepšenou generací této technologie Samsungu – procesem 3GAP/SF3. Energetická efektivita a také hustota tranzistorů by již měla být vyšší než u prvního procesu (3GAE).
Procesor bude údajně mít opět deset jader. Zůstanou čtyři malá jádra Cortex-A520 a dále dva klastry různě rychlých prostředních jader Cortex-A730. Méně výkonná a více efektivní část bude tvořena třemi jádry, jejichž takt by prý (podle leakera OreXda) mohl být zhruba 2,3–2,5 GHz. K tomu pak budou dvě další jádra běžící na vyšších frekvencích, avšak zatím neznámých. Zatímco pomalejší prostřední jádra mají za cíl nahánět mnohovláknový výkon, tato rychlejší jádra jsou asi míněna coby asistenti pro „prime“ jádro určené k běhu málovláknových (ale ne čistě jednovláknových) aplikací.
Co na procesoru ale bude dost možná nejzajímavější, je „prime“ velké jádro určené k běhu jednovláknových aplikací. Samsung bude nadále používat Cortexy licencované od ARMu, zatímco Qualcomm zřejmě v příští generaci Snapdragonů nasadí vlastní jádro Oryon (či jeho následníka) známé z vysoce výkonného notebookového procesoru Snapdragon X Elite. Prime jádro by mělo být budoucí Cortex-X5, jenž zatím nebyl oznámen, ani ARM nesdělil detaily k jeho architektuře.
Blackhawk: Obrat v jednostranném zápase s Applem?
Ovšem ozývají se určitá očekávání, že by mohlo jít o přelomovou a extrémně výkonnou architekturu CPU. V polovině ledna se ke Cortexu-X5 objevily informace od Patricka Moorheada, který byl do roku 2011 viceprezidentem AMD, ale od té doby už dlouho vede vlastní analytickou firmu. Moorhead uvádí, že procesorové jádro Cortex-X5 je vyvíjeno pod označením „Blackhawk“ a jeho cílem není nic menšího než eliminovat velký výkonnostní náskok, který mají custom ARM jádra od Applu (a nyní také od Nuvie/Qualcommu) před hotovými jádry Cortex, která si mohou licencovat všichni ostatní.
Jádro Blackhawk má podle interních údajů ARMu představovat největší skok ve výkonu na 1 MHz (IPC) za posledních pět let. To by mohlo implikovat, že nárůst IPC nepřekoná také dost převratný Cortex-A76, ale možná zde není dobrý nápad chytat se jednotlivých slov (pro A76 ARM uváděl nárůst IPC o 25 % v integer a až o 35 % v FPU/SIMD kódu). Interní projekce toto zvýšení IPC prý odvozují hlavně od testu Geekbench 6, nicméně jinde by samozřejmě výkon měl růst také.
ARM prý interně hodně mluví také o AI výkonu těchto procesorů. Ten se moc nevztahuje k výkonu v ostatním obecném kódu, AI lze akcelerovat, aniž by zbytek procesorového jádra byl nějaký zázrak. Ovšem „skvělý výkon v LLM“, o kterém prý ARM dle Moorheada mluví, může indikovat zvýšený výkon SIMD jednotek pro instrukce SVE2, které se pro AI dají používat. Možná tedy, že Cortex-X5 konečně zase zvětší jejich šířku (na 256 bitů jako u AVX2, ne-li rovnou na 512 bitů jako u AVX-512), případně by mohlo jít o navýšení počtu jednotek. Toto by pak šlo využít pro lepší výkon i mimo AI zátěže. Nicméně také může jít o investici tranzistorů do akcelerace maticových instrukcí – ty ale další využití mimo AI už moc nemají.
Porážka to být nemusí, i horší plichta by byla vítězství
Když se mluví o tom, že Blackhawk zruší kralování Applu, neznamená to nutně, že jeho jádra porazí a vezme si nějaký absolutní trůn. To ani není třeba, důležité je hlavně, aby se jádra ARM opět dostala zhruba do pásma konkurenceschopnosti. Na to by klidně stačilo, pokud by Cortex-X5 dosáhl třeba 90 % jednovláknového výkonu jádra Applu, což je pak v praxi pro uživatele plus minus zaměnitelné. Možná by stačila i o něco větší tolerance jako 15 %, pointa je totiž, že momentálně je jednovláknový výkon Cortexů od Applu mnohem dál. A to dovoluje formulace typu, že SoC Applu jsou ve zcela jiné třídě proti Androidům a podobně (pozn.: neplatí to ale o mnohovláknovém výkonu, který Cortexy mohou dohonit větším počtem pomalejších, ale energeticky efektivních prostředních jader).
Pokud by se opravdu podařilo zvýšit IPC a frekvence Cortexu-X5 tak moc, že by se dostal na třeba na 85–100 % jednovláknového výkonu Apple A17 Pro (či možná spíše jeho následníka, který také letos zřejmě vyjde), pak by to najednou Exynosu 2500 dalo úplně jiná křídla. Samsung by ho jednak mohl směle použít ve více variantách telefonů místo procesorů Qualcomm Snapdragon, ale hlavně by mohl lákat na výkonnostní paritu s Applem, kterou telefony s Androidem neměly dlouhá léta. Toto jádro by ale samozřejmě velmi pomohlo také MediaTeku. A Samsung a MediaTek by pak samozřejmě měli i větší šance na trhu ARM procesorů pro notebooky.
Samotný ARM potvrzuje?
Informace o vysokém výkonu Cortexu-X5 „Blackhawk“ jsou zatím přímo jen od Moorheada, ale je pozoruhodné, že v nějaké formě je dokonce přímo potvrdil i samotný ARM. The Registeru na dotaz mluvčí firmy potvrdil, že „informace v článku Patricka Moorheada odpovídají realitě“. Firma by měla Cortex-X5 podrobněji popsat někdy v létě, nebo koncem jara, což byla obvyklá doba pro tato odhalení.
Za několik měsíců se tak snad k odhadovanému výkonu Blackhawku a přeneseně Exynosu 2500 dozvíme nějaké rámcové zasazení a bude snad jasno, jestli je na to srovnání sil s Applem naděje. Není to asi nic nemožného, protože už to dokázalo ono jádro Oryon od Nuvie a Qualcommu. ARM také nesoutěží jen s Applem, ale dohání teď skluz také za touto architekturou, která asi přidala další tlak na posílení jader Cortex.
V telefonech již letos
Blackhawk by měl jít na trh hned v příští vlně SoCů a telefonů, která přijde už na konci letošního roku. Ačkoliv tedy má jít o velký výkonnostní skok, neznamená to, že vypadne z pravidelné roční kadence, se kterou ARM tato jádra produkuje. Reálně na něm vývojový tým ale samozřejmě musel pracovat několik let, zvlášť pokud jde o nějaké velké architektonické přepracování proti Cortexu-X4.
Zdroje: Moor Insight & Strategy, TechPowerUp, SamMobile, OreXda, TheRegister
Jan Olšan, redaktor Cnews.cz
⠀
