ARM Cortex-A77

El ARM Cortex-A77 es una unidad central de procesamiento que implementa el conjunto de instrucciones ARMv8.2-A de 64 bits, diseñado por el centro de diseño de ARM Holdings en Austin . ^{[ 1 ]} Lanzado en 2019, ARM afirmó un aumento del 23 % y del 35 % en el rendimiento de enteros y punto flotante, y un ancho de banda de memoria un 15 % mayor que su predecesor, el A76. ^{[ 1 ]}

El Cortex-A77 es el sucesor del Cortex-A76 . El Cortex-A77 es un diseño superescalar de decodificación fuera de orden de 4 vías con una nueva caché de macro-operaciones (MOPs) de 1,5 KB. Puede obtener 4 instrucciones y 6 MOPs por ciclo, y renombrar y despachar 6 MOPs y 13 μops por ciclo. El tamaño de la ventana fuera de orden se ha incrementado a 160 entradas. El backend cuenta con 12 puertos de ejecución, lo que representa un aumento del 50 % con respecto al Cortex-A76. Tiene una profundidad de pipeline de 13 etapas y latencias de ejecución de 10 etapas. ^{[ 1 ] [ 2 ]}

Hay seis pipelines en el clúster de enteros, dos pipelines adicionales con respecto al Cortex-A76. Uno de los cambios con respecto al Cortex-A76 es la unificación de las colas de emisión. Anteriormente, cada pipeline tenía su propia cola de emisión. En el Cortex-A77, ahora hay una única cola de emisión unificada que mejora la eficiencia. El Cortex-A77 agregó una cuarta ALU matemática general con operaciones matemáticas simples típicas de 1 ciclo y algunas operaciones más complejas de 2 ciclos. En total, hay tres ALU simples que realizan operaciones de procesamiento de datos aritméticos y lógicos y un cuarto puerto que admite aritmética compleja (por ejemplo, MAC, DIV). El Cortex-A77 también agregó una segunda ALU de bifurcación, duplicando el rendimiento para bifurcaciones.

Hay dos pipelines de ejecución ASIMD/FP. Esto no ha cambiado con respecto a Cortex-A76. Lo que sí cambió fueron las colas de emisión. Al igual que con el clúster de enteros, el clúster ASIMD ahora cuenta con una cola de emisión unificada para ambos pipelines, lo que mejora la eficiencia. Al igual que en Cortex-A76, el ASIMD en Cortex-A77 tiene un ancho de 128 bits y es capaz de realizar 2 operaciones de doble precisión, 4 de precisión simple, 8 de media precisión o 16 operaciones de enteros de 8 bits. Estos pipelines también pueden ejecutar instrucciones criptográficas si la extensión es compatible (no se ofrece de forma predeterminada y requiere una licencia adicional de Arm). Cortex-A77 añadió una segunda unidad AES para mejorar el rendimiento de las operaciones criptográficas. ^{[ 3 ]}

ROB más grande, hasta 160 entradas, en lugar de 128, agregar nueva caché L0 MOP, puede hasta 1536 entradas. ^{[ 4 ]}

El núcleo admite aplicaciones de 32 bits sin privilegios , pero las aplicaciones con privilegios deben utilizar la arquitectura ARMv8-A de 64 bits . También admite instrucciones de adquisición de carga (LDAPR) ( ARMv8.3-A ), instrucciones de producto escalar ( ARMv8.4-A ) e instrucciones de bits de derivación de almacenamiento especulativo seguro (SSBS) PSTATE ( ARMv8.5-A ).

El Cortex-A77 es compatible con la tecnología DynamIQ de ARM y se espera que se utilice como núcleo de alto rendimiento en combinación con los núcleos Cortex-A55 de bajo consumo energético. ^{[ 1 ]}

• Interfaz ^{[ 5 ] [ 6 ]}
  • Predicción de ramificaciones
    • Mayor precisión
    • Ventana de anticipación de hasta 64 mil millones (desde 32 mil millones)
    • Aumentar la capacidad del BRB L1 hasta 64 entradas (antes 16 entradas).
    • Aumentar la capacidad de BTB hasta 8.000 entradas (desde 6.000 entradas).
  • Prefetcher mejorado
  • Agregar nueva caché de macrooperaciones L0
  • Mayor capacidad de búsqueda de instrucciones , hasta 6 instrucciones por ciclo (antes 4 instrucciones por ciclo).
• Motor de ejecución
  • Mayor capacidad de búsqueda de instrucciones , hasta 6 instrucciones por ciclo (antes 4 instrucciones por ciclo).
  • Mayor capacidad de reordenamiento , hasta 160 entradas (antes 128 entradas).
  • Mayor capacidad de despacho, hasta 10 vías (antes 8 vías).
  • Mayor variedad, hasta 12 vías (antes 8 vías)
    • Unidades de ejecución
      • Nueva unidad ALU entera y puerto
      • Nueva sucursal y puerto
      • Nuevos puertos de datos dedicados para tiendas
      • Se ha añadido una nueva unidad AES.

El Cortex-A77 está disponible como núcleo SIP para los licenciatarios, y su diseño lo hace adecuado para la integración con otros núcleos SIP (por ejemplo, GPU , controlador de pantalla , DSP , procesador de imágenes , etc.) en un solo chip que constituye un sistema en un chip (SoC).

El Samsung Exynos 980 se presentó en septiembre de 2019 ^{[ 7 ] [ 8 ]} como el primer SoC en utilizar la microarquitectura Cortex-A77. ^{[ 9 ]} Posteriormente, en mayo de 2020, se lanzó una variante de gama baja, el Exynos 880. ^{[ 10 ]} Los SoC MediaTek Dimensity 1000, 1000L y 1000+ también utilizan la microarquitectura Cortex-A77. ^{[ 11 ]} Derivados con los nombres de Kryo 585 , Kryo 570 y Kryo 560 se utilizan en el Snapdragon 865 , 750G y 690 respectivamente. ^{[ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]} HiSilicon utiliza el Cortex-A77 en dos frecuencias diferentes en su serie Kirin 9000 . ^{[ 15 ] [ 16 ]}

Tanto su predecesor (Cortex-A76) como su sucesor (Cortex-A78) contaban con variantes para el sector automotriz con capacidad Split-Lock, el Cortex-A76AE y el Cortex-A78AE, pero el Cortex-A77 no la tenía, por lo que no llegó a utilizarse en aplicaciones críticas de seguridad.

• ARM Cortex-A76 , predecesor
• ARM Cortex-A78 , sucesor
• Comparación de núcleos ARMv8-A , familia ARMv8