Typ Cortex-A77 brzy u nově navrhovaných čipových sad nahradí dosavadní nejvyšší typ A76, na kterém je postaven třeba Kirin 980, tedy dosud nejsilnější čipová sada od Huaweie. Qualcomm sice u Snapdragonu 855 dvě nejvýkonnější jádra označuje jako Kryo 485, ovšem i tento design je jen pozměněnou architekturou A76. Tyto dva příklady tedy jasně ilustrují, nakolik je představení vylepšeného procesorového designu A77 velkou událostí.
ARM slibuje, že procesor s novým jádrem dosáhne při přímém srovnání se stávajícím na stejné frekvenci o dvacet procent vyššího výkonu. Předchozí typ A76 sice loni dosahoval mezigeneračně vyššího nárůstu výkonu (třicet až pětatřicet procent), nicméně i pětinové zlepšení u typu A77 bude bezpochyby znát. Jistým kompromisem je mezigenerační nárůst rozměrů, A77 je vůči A76 větší asi o sedmnáct procent.
Více výpočetní síly zajišťuje přidaná ALU (aritmeticko-logická jednotka), která urychluje celočíselné operace až o padesát procent. Ty jednoduché, tedy sčítání nebo odčítání čísel, díky tomu dokáže provést v jediném cyklu. Složité, jako je třeba násobení, pak nové jádro zvládne jen ve dvou až třech cyklech. Stávající typ A76 přitom na stejný úkol potřeboval celé čtyři cykly. Nové jádro také dokáže data do ALU posílat rychleji než doposud.
Další vylepšení jádra spočívá v integrací druhého šifrovacího vlákna (AES – Advanced Encryption Standard), které výrazně urychlí proces šifrování a dešifrování.
ARM dokonce uvádí, že Cortex-A77 má výkon srovnatelný s dnešními běžnými notebooky, a proto doufá, že jej u svých chystaných počítačů s Windows použije mnohem více výrobců, než tomu je v současnosti v případě typu A76.
Tím je zároveň řečeno, že jádra typu A77 jsou určeny také budoucím nejvýkonnějším chytrým telefonům. ARM předpokládá, že smluvní partneři, kteří vylepšenou architekturu budou stejně jako dosud využívat na základě licenčních smluv, naplno využijí možnosti dané sestavením big.LITTLE v konfiguraci až 4 + 4 (čtyři výkonná a čtyři úsporná jádra).
Třeba Qualcomm loni u výše zmíněného snapdragonu sáhl po netradiční konfiguraci 1 + 2 + 4, což mu umožňovala nová technologie ARM DynamIQ. A podobná sestavení zřejmě budou výrobci používat i u svých chystaných vrcholných čipových sad (více v článku Výkonný a učenlivý superprocesor může porazit i konkurenta od Applu).
Jedno nebo dvě výkonná jádra na nejvyšší možné frekvenci spolu s větší integrovanou cache pamětí v kombinaci s větším počtem úsporných jader totiž šetří celkovou plochu procesoru a celek je pak i energeticky úspornější.
Mali-G77: výkonná grafika se zcela novou architekturou
Grafická jednotka Mali-G77 naproti tomu není jen evolucí, jako v případě jádra A77, ale přichází se zcela novou architekturou Valhall. Ta vůči odcházejícímu designu Bifrost, který byl představen v roce 2016 u typu Mali-G71, přinese markantní výkonový nárůst až o čtyřicet procent. Přičemž z modernějšího výrobního procesu plyne vyšší výkon jen nepatrně, stále totiž jde o 7nm technologii, jen druhé generace, kterou ARM označuje jako mature.
Energetická účinnost mezigeneračně stoupne o třicet procent, o stejné procento vzrostla i výkonová hustota. Jinými slovy: grafická jednotka nové architektury může být při stejné velikosti čipu o třicet procent výkonnější než předchozí typ Mali-G76.
Valhall představuje druhou generaci skalární GPU architektury a zatímco design Bifrost uměl zpracovávat nejvýše osm paralelních instrukcí na cyklus, Valhall takových operací umí současně provádět šestnáct.
Jestliže Bifrost obsahoval v závislosti na generaci (ARM tuto architekturu používalo u modelů Mali-G71 až G76) čtyři až osm takzvaných warpů (ty můžeme přirovnat k procesorovým vláknům), design Valhall jich obsahuje hned šestnáct. Pro srovnání: grafické jednotky Nvidia jich mají třicet dva, jednotky z produkce AMD dokonce šedesát čtyři.
K dalším novinkám patří třeba dynamické plánování instrukcí řízené výhradně hardwarově nebo zcela nová sada instrukcí, která však zachovává zpětnou kompatibilitu s designem Bifrost. Podporován je dále kompresní formát AFBC1.3, vykreslování FP16 nebo vrstvené rendrování.
Značně vyššího výkonu G77 dosáhne v oblasti strojového učení, kde si mezigeneračně polepší rovnou o šedesát procent. Vylepšená AI jednotka totiž dosáhne výkonu 4 TOPS (trilion operations per second), tedy čtyři biliony operací za sekundu.
Stejně jako v případě procesorových jader A77 platí, že i grafická jednotka Mali-G77 má namířeno do špičkových mobilních čipsetů. U prvních by se mohla objevit už koncem letošního roku, další budou následovat v průběhu roku následujícího.
