AMR Cortex A72

En febrero ARM anunció la nueva arquitectura de núcleo de alto rendimiento, el Cortex A72 envuelto en misterios y dudas por resolver. Ayer en un evento en Londres reportaron a los medios muchos detalles que merecen la pena ser analizados debido a la importancia que tendrá la arquitectura en los procesadores ARM que estarán en el interior de una gran parte de los smartphones disponibles en el mercado, aunque la tendencia sea la de diseñar una arquitectura propia.

El ARM Cortex A72 es el sucesor directo al Cortex A57 que solemos encontrar en el stack quadcore de alto rendimiento de los procesadores big.LITTLE octacore (suelen ser 4xA57 + 4XA53). En este vídeo se explica bien. El A72 toma ese diseño, pero mejora en todos los aspectos clave. La nomenclatura es una maniobra de marketing para hacer que el consumidor pueda diferenciar con mayor facilidad las grandes diferencias que hay entre un diseño de eficiencia (A53) y uno de rendimiento (A57). A menudo leo glorificar los «procesadores octacore» cuando en verdad son dos quadcore que funcionan dependiendo de las necesidades del gestor de tareas. Es más, en algunos casos los fabricantes emplean 2 stacks de 4 núcleos de arquitectura A53 pero a diferentes velocidades. Algo que considero cuanto menos cuestionable y, tal vez, destinado más al marketing que a un rendimiento óptimo.

La principal ventaja que ARM ha querido dejar clara es el proceso FinFET (puedes saber más gracias a este vídeo) de Samsung y TSMC que son 14nm y 16nm respectivamente (hay trucos a la hora de medir, pero la mejora es grande en cualquier caso). Debido a este diseño y proceso de fabricación, los núcleos podrán operar a mayores velocidades que el A57. Según ARM el clock al que debemos esperar está entorno a los 2.7Ghz en un proceso de fabricación de 14nm o 16nm en los smartphones gama alta que están por venir. El A57 puede correr a más velocidad perfectamente, pero sólo tendrá sentido cuando se use en grandes stacks destinados a servidores de alto rendimiento dentro de la gran eficiencia de la arquitectura ARM.

Aunque el ARM Cortex A72 esté destinado a ser implementado en procesos de fabricación de 14 o 16nm, ARM ha querido incluir en las diapositivas las mejoras de rendimiento exclusivas de arquitectura. Es decir, una comparación manzana contra manzana reportando los datos de los Cortex A72 a 28nm, algo muy interesante ya que Qualcomm y Mediatek producirán SoC con procesadores basados en el Cortex A72 a 28nm este año (por ejemplo el 618 y 620 de la familia Snapdragon). Las mejoras no son increíbles, pero sí significativas si tenemos en cuenta que se logran sin bajar de nanometros en el proceso de fabricación.

Según los datos de ARM el Cortex A72 es prometedor. Dependiendo de la carga de trabajo se asegura un incremento del 20 al 60% de las IPC (instrucciones por ciclo de reloj) respecto al Cortex A57. La reducción en latencia entre los bloques funcionales de una CPU hace que las frecuencias de reloj altas sean más difíciles de alcanzar, pero esto se solventa con una reducción de area y energía consumida y disipada que puede hacer que el A72 corra a 2.7Ghz (2.5Ghz el A57). En términos de eficiencia energética, el A72 es un 18-30% más eficiente que el A57.

ARM ha hecho hincapié en algo muy importante que los benchmark preliminares parecen corroborar, el rendimiento en singlecore que es casi siempre lo más importante. Prometen una mejora sustancial y según los primeros datos igualaría o mejoraría a las mejores arquitecturas de diseño propio.

* El rendimiento en este stack 2xA72 + 4xA53 + 4xA53 es fabuloso para ser un SoC de gama media y proceso de fabricación en 28nm, con el bus DDR4 y un proceso en 14nm podemos ver cifras hasta ahora vistas solo en escritorio.

Me ha entusiasmado lo que ha mostrado ARM. La arquitectura es una clara mejora en las partes clave de un diseño de núcleo: rendimiento, consumo y area. El A57 llegó en el tercer trimestre del pasado año y lo podemos encontrar en el Snapdragon 810 y en el Exynos 7420 de Samsung Electronics. Es posible que su sucesor llegue en unos meses como ya estamos viendo en los diseños de Qualcomm, Inc. y Mediatek.

ARM compara su arquitectura contra los procesadores sin ventilador de bajo consumo de Intel.

El A72 es la actualización y mejora esperada del A57 solucionando sus carencias como el problema de no sostener la máxima frecuencia de reloj durante mucho tiempo, y mejorando la eficiencia junto a la reducción de tamaño. Será interesante ver cómo los fabricantes diseñan sus propias arquitecturas, o si llegará en el nuevo Galaxy Exynos del Note 5 por ejemplo.

* Nota final: los cambios en arquitectura son una parte importantísima, pero también su implementación. Recordemos el SD 810 por ejemplo.
* En anandtech explican muy bien las mejoras en arquitectura si queréis adentraros aún más en el tema y tenéis conocimientos técnicos.

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