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ARM Cortex-X1

ARM的微處理器核心型號

ARM Cortex-X1是一個基於ARMv8.2-A64位元指令集架構設計的中央處理器以及ARM核心。由安謀控股旗下奧斯汀設計中心的奧斯汀團隊設計，而且是ARM Cortex-X 客製化 (CXC) 計劃的一部分[1][2]。

ARM Cortex-X1
產品化2020
設計團隊安謀控股
微架構ARM Cortex-X1
指令集架構A64, A32, and T32 (at the EL0 only)
擴展指令集ARMv8.1-A, ARMv8.2-A, cryptography, RAS, ARMv8.3-A LDAPR指令, ARMv8.4-A dot product
核心數量1–4 per cluster
一級快取128 KiB (64 KiB I-cache with parity, 64 KiB D-cache) per core
二級快取512–1024 KiB 每核
三級快取512 KiB – 8 MiB (optional)
CPU主頻範圍至 3.0 GHz in phones and 3.3 GHz in tablets/laptops 
上代產品ARM Cortex-A77
繼任產品ARM Cortex-X2
相關產品ARM Cortex-A78

設計

ARM Cortex-X1設計基於ARM Cortex-A78，但經過重新設計，因爲只是為了提高效能，因此沒有考慮到效能、功耗和面積 (PPA) 的平衡。ARM表示，ARM Cortex-X1提供比ARM Cortex-A77的整數效能提高 30%和機器學習效能提高100%[3][4][5][6]。

ARM Cortex-X1擁有5條超純量亂序執行解碼流水線並包含3K macro-OP（MOPs）快取。X1每個週期可以獲取5條指令和8Mops，並且每個週期可以重新命名和調度8Mops和16µops（Micro-operation）。亂序執行窗口大小為224位元，後端有15個執行端，流水線深度為13個階段，執行延遲（execution latencies）為10個階段，X1還具有4x128b SIMD單元[7][8][9][10]。

ARM Cortex-X1支援DynamIQ技術，與ARM Cortex-A78和ARM Cortex-A55結合使用時，可用作高效能大核[11][12]。

與ARM Cortex-A78的架構變化

  • 效能提升約20% (約30%（A77）)[13]
    • 整數效能提高30%
    • 機器學習效能提高100%
  • 亂序執行窗口大小已增加到 224位元 ( A78有160位元)
  • SIMD 單元提升到4x128b (A78有2x128b)
  • 面積增加15%
  • 5條解碼流水線 (A78有4條)
  • 8 MOPs/cycle 解碼快取帶寬 (A78是 6 MOPs/cycle)
  • B L1D 快取+ 64 KB L1I快取 ( A78是32/64 KB L1)
  • L2快取有1MB/每核 (A78最大支援512KB/每核)
  • L3快取有8MB (A78最大支援4MB)

對外授權

ARM Cortex-X1可作為半導體IP核授權給被許可方（例如高通和聯發科），其設計使其適合與其他IP核心（例如 GPU、數位訊號處理器（DSP）、顯示控制器）整合到一個片上系統（SoC）中。

上市產品

參考文獻

  1. ^ Introducing the Arm Cortex-X Custom program. community.arm.com. [2020-06-18]. （原始內容存檔於2021-05-14） （英語）. 
  2. ^ Ltd, Arm. Cortex-X Custom CPU program. Arm | The Architecture for the Digital World. [2020-06-18]. （原始內容存檔於2022-04-16） （英語）. 
  3. ^ Frumusanu, Andrei. Arm's New Cortex-A78 and Cortex-X1 Microarchitectures: An Efficiency and Performance Divergence. www.anandtech.com. [2020-06-18]. （原始內容存檔於2022-04-08）. 
  4. ^ Arm Cortex-X1: The First From The Cortex-X Custom Program. WikiChip Fuse. 2020-05-26 [2020-06-18]. （原始內容存檔於2022-04-03） （美國英語）. 
  5. ^ McGregor, Jim. Arm Unleashes CPU Performance With Cortex-X1. Forbes. [2020-06-18]. （原始內容存檔於2022-04-03） （英語）. 
  6. ^ Arm Cortex-X1 and Cortex-A78 CPUs: Big cores with big differences. Android Authority. 2020-05-26 [2020-06-18]. （原始內容存檔於2022-03-31） （美國英語）. 
  7. ^ Frumusanu, Andrei. Arm's New Cortex-A78 and Cortex-X1 Microarchitectures: An Efficiency and Performance Divergence. www.anandtech.com. [2020-06-18]. （原始內容存檔於2022-04-08）. 
  8. ^ Arm Cortex-X1: The First From The Cortex-X Custom Program. WikiChip Fuse. 2020-05-26 [2020-06-18]. （原始內容存檔於2022-04-03） （美國英語）. 
  9. ^ McGregor, Jim. Arm Unleashes CPU Performance With Cortex-X1. Forbes. [2020-06-18]. （原始內容存檔於2022-04-03） （英語）. 
  10. ^ Arm Cortex-X1 and Cortex-A78 CPUs: Big cores with big differences. Android Authority. 2020-05-26 [2020-06-18]. （原始內容存檔於2022-03-31） （美國英語）. 
  11. ^ Introducing the Arm Cortex-X Custom program. community.arm.com. [2020-06-18]. （原始內容存檔於2021-05-14） （英語）. 
  12. ^ Ltd, Arm. Cortex-X Custom CPU program. Arm | The Architecture for the Digital World. [2020-06-18]. （原始內容存檔於2022-04-16） （英語）. 
  13. ^ Cortex-X1 - Microarchitectures - ARM - WikiChip. en.wikichip.org. [2021-02-13]. （原始內容存檔於2022-02-14） （英語）. 
  14. ^ Exynos 2100 5G Mobile Processor: Specs, Features | Samsung. Samsung Semiconductor. [2021-01-13]. （原始內容存檔於2022-01-06） （英語）. 
  15. ^ Qualcomm Snapdragon 888 5G Mobile Platform | Latest 5G Snapdragon Processor | Qualcomm. www.qualcomm.com. [2021-01-13]. （原始內容存檔於2021-06-01）. 
  16. ^ Amadeo, Ron. The “Google Silicon” team gives us a tour of the Pixel 6’s Tensor SoC. Ars Technica. 2021-10-19 [2022-03-26]. （原始內容存檔於2021-10-19）. 
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