Arm C1: To so nova jedra, ki izboljšujejo zmogljivost in umetno inteligenco.

Nova družina jeder Arm C1 pomeni pomemben premik v ekosistemu mobilnih in ultra prenosnih naprav, saj nadomešča znane procesorje Cortex z jasnejšim poudarkom na trajnostni zmogljivosti in učinkovitosti. Ta generacija prihaja s platformo Lumex in jasnim ciljem: pospešiti umetno inteligenco neposredno na napravi, ne da bi pri tem ogrozili življenjsko dobo baterije ali temperaturo.

Poleg spremembe imena predlog združuje arhitekturo Armv9.3-A , temeljito prenovo pomnilniškega podsistema in znatno izboljšanje zmogljivosti matričnega računalništva. Rezultat so obsežne izboljšave zmogljivosti z manjšo porabo energije, skupaj z načrtom, zasnovanim za pametne telefone, tablične računalnike, prenosne računalnike in nosljive naprave.

Arhitektura in nove funkcije jeder Arm C1

Serija C1 je organizirana v štiri različice: C1-Ultra (največja zmogljivost), C1-Premium (visoka zmogljivost v manjšem ohišju), C1-Pro (uravnoteženo) in C1-Nano (največja učinkovitost). Vsak proizvajalec lahko te bloke združi v heterogene grozde in tako ustvari SoC-je, prilagojene različnim tržnim segmentom in uporabi, s konfiguracijami do 14 jeder.

Arm je prenovil tako sprednji kot zaledni del, vključno z izboljšavami napovedovanja, predpomnjenja in izvajanja izven vrstnega reda. Zahvaljujoč novi medsebojni povezavi in ​​učinkovitejšemu skupnemu predpomnilniku (z intenzivno uporabo celic SLC ) platforma ponuja povprečno povečanje zmogljivosti za približno 15 % pri vsakodnevni uporabi, pri zahtevnih delovnih obremenitvah pa se lahko poveča do +30 % , v večjedrnih okoljih pa doseže vrhove do 45 %.

Podpora za pomnilnik se razvija z LPDDR6 , da se zmanjša poraba energije in zakasnitev, hkrati pa se ohranja združljivost z LPDDR5X s hitrostmi do 9600 MT/s. Ta pomnilniška baza skupaj s prenovo gruče krepi trajnostno zmogljivost in odzivnost pod toplotnim pritiskom.

C1-Ultra: zgornja meja zmogljivosti

Kot vrhunsko jedro je C1-Ultra namenjen vodilnim SoC-jem in zahtevnim nalogam, kot so računalniška fotografija, veliki modeli umetne inteligence in mobilne igre AAA. V primerjavi s Cortex-X925 Arm trdi, da ima 25-odstotno povečanje zmogljivosti pri enem samem nitnem delovanju , kar v kombinaciji z več jedri v gruči pomaga pri skaliranju splošne zmogljivosti.

Sprednji del izboljša pasovno širino in natančnost napovedovanja ukazov L1 , medtem ko zadnji del poveča okno izvajanja izven vrstnega reda za približno 25 %, kar omogoča hkratno obdelavo približno 2.000 ukazov . Poleg tega se velikost podatkov L1 podvoji na 128 KB, hitrosti branja L1 pa se povečajo za približno 33 %.

C1-Premium: visoka zmogljivost na manjšem prostoru

Za vrhunske naprave, ki ne zahtevajo absolutno maksimalne zmogljivosti, C1-Premium ohranja arhitekturo, ki je zelo blizu Ultra, vendar s 35 % manjšo površino . Zasnovan je tako, da uravnoteži zmogljivost in stroške, kar omogoča bolj kompaktne zasnove brez žrtvovanja impresivnih specifikacij.

C1-Pro: Ravnotežje in večjedrne mišice

V segmentu jeder C1-Pro nadomešča Cortex-A725 z 11-odstotnim povečanjem zmogljivosti pri enaki porabi energije in izboljšavami učinkovitosti, ki dosežejo do 26 % manj energije pri enaki zmogljivosti . Pri igrah Arm navaja približno 16-odstotno povečanje za ta razred jeder.

Ključne izboljšave so v zmogljivejšem sprednjem delu (izboljšana statična napoved in veliko večji BTB ) ter zalednem delu z večjo pasovno širino L1D in nižjo zakasnitvijo L2, ko je napoved pravilna. Prediktor je bil uglašen tudi za pospešitev odzivnih časov v resničnih scenarijih.

C1-Nano: učinkovitost nad vsem drugim

Za lažja opravila in izjemne prihranke stroškov C1-Nano poveča učinkovitost za približno 26 % v primerjavi s predhodnikom (ob tem pa ohrani praktično nespremenjeno površino, ~+2 % v primerjavi z A520). Faze napovedovanja in pridobivanja so bile ločene, da se navodila hitreje prenesejo v L1 in skrajšajo čakalni časi za neuspešne napovedi.

Poleg tega je optimizirana vektorska obdelava , enote se izklopijo, ko se cevovod zatakne, promet med L3 in DRAM pa se zmanjša (v povprečju za približno 21 % in do 39 % pri določenih obremenitvah), kar zmanjša porabo energije in izboljša odzivnost.

C1-DSU: Prilagodljivi grozdi in manjša poraba

Novi C1-DSU orkestrira povezavo jeder v skupnem predpomnilniku L3 in premošča vrzel s preostalim SoC (RAM, GPU itd.). V primerjavi s prejšnjimi različicami zasnova zmanjša tipično porabo energije sistema za približno 11 % in porabo pomnilnika za približno 7 %, pri čemer se zanaša na načine, kot je L3 Quick Nap, za zmanjšanje izgub, ko ni v uporabi.

Drug ključni element je integracija pospeševalnikov SME2 kot zunanjih komponent jedra: njihova prisotnost je obvezna v C1-Ultra in C1-Premium, medtem ko je v C1-Pro in C1-Nano neobvezna, odvisno od zasnove proizvajalca. Vsako jedro v gruči lahko do njih dostopa, ko so prisotni, kar omogoča zelo raznolike kombinacije (na primer 2× C1-Ultra + 6× C1-Pro z enim ali dvema pospeševalnikoma SME2 ali skromnejše nastavitve, ki mešajo Pro in Nano).

Platforma Lumex vključuje tudi novo generacijo grafičnih procesorjev. Čeprav se ta novica osredotoča na centralne procesorje, Mali G1 ponuja približno 20-odstotno izboljšanje grafične zmogljivosti, podvoji prepustnost sledenja žarkom in zmanjša porabo energije na sličico za približno 9 %, kar krepi paket za igre in delovne obremenitve umetne inteligence, ki dajejo prednost grafičnim procesorjem.

SME2 in vloga CPU v umetni inteligenci

Velik preskok v umetni inteligenci prinaša SME2 (Scalable Matrix Extension 2) , ki pospešuje množenje matrik, več predikatov in nove podatkovne tipe (vključno s kompaktnimi natančnostmi, kot sta 2b/4b) ter se usklajuje s SVE2 za napredno vektorizacijo. Arm skupaj poroča o povprečnih izboljšavah zmogljivosti za 3,7-krat z zmanjšanjem porabe energije za približno 27 %.

V praktičnih aplikacijah je podjetje pokazalo 4,7-kratno zmanjšanje zakasnitve pri prepoznavanju govora (Whisper Base), 2,4–2,8-kratno pospeševanje pri pretvorbi besedila v govor in znatno povečanje generiranja žetonov za LLM (npr. Gemma 3), ki se približuje 5-kratnemu . Izvajanje na CPE-ju preprečuje prenose na druge pospeševalnike, kar skrajša čakalne čase in izboljša odzivnost.

Pri majhnih ali interaktivnih delovnih obremenitvah CPU ponovno prevzame osrednjo vlogo: s SME2 se številne vsakodnevne naloge (lokalno izboljšanje slike, segmentacija, klasifikacija, učinki kamere ali zvoka) opravijo hitreje, z manjšo porabo energije in brez omrežnega prometa. Ko se povpraševanje poveča, lahko GPU ali zunanji NPU še naprej prevzame nalogo, vendar CPU ni več ozko grlo.

Vključena je tudi programska podpora: na voljo je integracija z Linuxom in Androidom 16 , optimizirani nabori orodij in knjižnic (KleidiAI) ter združljivost z motorji, kot sta Unity in Unreal Engine . To bo aplikacijam in igram olajšalo hitro uvajanje teh izboljšav, ko bodo na voljo prvi komercialni sistemi na čipu.

Platforma Lumex CSS združuje vse dele – procesor C1, grafični procesor Mali G1, medsebojne povezave in pomnilnik – s 3nm zasnovami, pripravljenimi za produkcijo , strojno telemetrijo in združljivostjo sistema Arm z LPDDR6. To partnerjem omogoča, da pospešijo svoje projekte mobilnih in prenosnih računalnikov s skalabilnimi grozdi do 14 jeder in možnostmi umetne inteligence v napravi.

Arm C1 združuje trajnostno zmogljivost , učinkovitost in resnično spodbudo za umetno inteligenco v procesorju zahvaljujoč SME2; ponuja fleksibilnost C1-DSU za prilagajanje gruč vsaki liniji izdelkov in predstavlja trdno osnovo za naslednjo generacijo mobilnih in prenosnih SoC-jev, ki si prizadevajo uravnotežiti moč, avtonomijo in zmogljivosti umetne inteligence, ne da bi bili vedno odvisni od oblaka.

Povezani članek:

SOPHGO SG2000/SG2002: SoC za AI z jedrom RISC-V + ARM