火曜日、Armは、2022年に将来のArmベースのスマートフォンとPCを駆動する最初のCortex-X2 CPUとMali-G710 GPUコアの詳細を発表しました。後者の分野では、ArmはすでにIntelに対してかなり積極的な主張を行っています。
Armは具体的に、同社の新たなフラッグシップ「パフォーマンス」コアであるCortex-X2は、シングルスレッド性能において、消費電力15WのIntel第11世代Core i5-1135G7と比較して40%高速化すると発表しています。これは、2020年の主流CPU「Tiger Lake」とほぼ同等の速度です。Armはまた、新たな「ビッグ」コアであるCortex-A710と、消費電力を抑えた新たな「リトル」コアであるCortex-A510も発表しました。また、このチップには、3種類の新しいMali GPU（Mali-G710、Mali-G510、Mali-G310）も搭載されます。
Armはこれらのチップを「トータルコンピューティング」と呼んでおり、3つのCortexコアとMali GPUを内蔵しています。これらはすべて、Armが3月に発表したArm v9世代の最初の製品です。（新しいCortex-A710は、同社が当時発表した「Matterhorn」チップです。）
Armの幹部は、ライセンシーがこれらのチップを今年末までに生産開始する可能性があると述べたが、PCやスマートフォンではおそらく2022年まで待たされるだろう。Armのクライアント事業担当ゼネラルマネージャー、ポール・ウィリアムソン氏は記者会見で、「Armは、パフォーマンス、バッテリー寿命、セキュリティを一切犠牲にすることなく、やりたいことを好きな時にできる機会を提供しています」と述べた。「これにより、デバイス設計者はフォームファクターの革新と新市場への進出を自由に行うことができるのです」
アームArm によれば、新しい Cortex チップと新しい Mali GPU を搭載したゲーム デバイスを組み合わせると、このようなパフォーマンスの向上が実現されるはずだという。
ArmのCortex-X2が先頭に立つ
スマートフォンやPCの内部にある「チップ」を構成するArmシステムオンチップは、複数のCPUコアで構成され、それらが連携して動作していることを覚えておいてください。高負荷処理を担う「パフォーマンス」コアであるCortex-X2、パフォーマンスと効率のバランスが取れた3つほどの「ビッグ」コアである新しいCortex-A710、そしてエネルギー効率に優れた4つほどの「リトル」コアであるCortex-A510があります。そして、Mali GPUがグラフィックス処理を支援します。
Armアーキテクチャの利点の一つは、負荷の低いタスクはより効率的で消費電力の少ない「小さな」コアにルーティングされることです。そのため、全体的なパフォーマンスの見積もりは難しい場合があります。しかし、Armは、ゲーミングデバイスとして、新しいArm v9 CPUとMali GPUは、前世代と比較して、CPUパフォーマンスが全体で33%、グラフィックスパフォーマンスが20%、電力効率が15%向上すると見積もっています。
アームCortex-X2 パフォーマンス コアを筆頭とする Arm の 3 つの新しい Cortex CPU。
Armは個々のコアについても具体的な主張を展開した。PCは主に新型Cortex-X2コアによって駆動され、Armによると、従来のCortex-X1と比較して16%の性能向上を実現するという。ArmのCortex-A710は、従来のCortex-A78と比較して約10%の性能向上を実現し、エネルギー効率は30%向上する。Armにとって4年ぶりの新型「小型」コアであるCortex-A510は、従来のCortex-A55と比較して35%もの大幅な性能向上を実現する。言い換えれば、「小型」コアであるCortex-A510は、従来の「大型」コアとほぼ同等の性能を提供するとウィリアムソン氏は指摘した。
機械学習（ML）もまた、スマートフォンのAI搭載ポートレートモードや音声認識などに大きく依存しており、重要な改善点となっています。新しいv9 Cortex CPUファミリーの3製品はすべて、前世代製品と比べて少なくとも2倍の機械学習機能向上を実現し、アプリ開発者がこれらの機能を活用できるArm v9 SVE2命令をサポートしています。
v9命令セットの他の興味深い機能については、まだ明らかになっていない。例えば、これらの新しいv9 CPUとGPUに、仮想化Realmsコンテナや、Armが3月末に発表したハードウェアレイトレーシング機能が搭載されるかどうかなどだ。セキュリティの観点から見ると、新しいCortexコアは、ArmがGoogleと共同開発した、スマートフォンのメモリを保護する技術であるメモリタギングをサポートする。
Mali GPUはグラフィックスの改善を実現
Arm社によると、Mali GPUには独自のパフォーマンス強化機能が組み込まれるとのことだ。（PCWorldによるSamsung Galaxy Book Sなどのノートパソコンのテストでは、Qualcomm Snapdragonチップに搭載されたMaliコアが、十分なパフォーマンスを発揮する傾向にある。）
アームそれぞれ独自のパフォーマンス向上を備えた Arm の新しい Mali GPU をご紹介します。
Armは、フラッグシップのMali-G710は、パフォーマンスが全体で20%向上し、消費電力が20%削減され、機械学習の性能が35%向上すると述べています。Mali-G510は、ベンチマークを含む幅広いコンテンツに基づいて、前世代のMali-G57と比べてパフォーマンスが2倍になるとウィリアムソン氏は述べています。
幹部らはまた、Cortex CPUとMali GPUは十分に分離されているため、ノートPCメーカーはCortex CPUとNvidia GeForceチップなどのサードパーティ製GPUを搭載したノートPCを間違いなく製造できると述べた。（NvidiaはArmの買収手続きを進めているが、承認されれば売却はおそらく2021年末まで完了しない見込みだ。）
すべては、新しいCoreLink CI-700とCoreLink NI-700によって接続されます。前者は、CPUやGPUなど、チップの高帯域幅コンポーネントをすべて接続するコヒーレントインターコネクトです。NI-700は、周辺機器を含むその他のすべてを接続します。
アームArm は、さまざまなデバイスで Cortex CPU と Mali GPU のさまざまな組み合わせを想定しています。
Armライセンス：AppleとQualcommの違い
PC分野では、Armのライセンス供与先として最も有名なのはAppleとQualcommです。Appleは、MacとiPad Proタブレットの両方に搭載されている高性能なM1チップを開発しました。一方、QualcommはPC向けのArmチップであるSnapdragonシリーズを設計しており、AMDのRyzenやIntelのCoreチップに追いつくのに苦労しています。
なぜこれほど性能に差が出るのでしょうか？ArmはCPUのライセンスを2つの異なる方法で提供しています。命令セット単体としてライセンスするか、ライセンシーが実装し、場合によっては調整できるCortex CPU設計セットとしてライセンスするかです。Tirias Researchのアナリスト、ケビン・クルーウェル氏が指摘したように、違いは各社がどのようなライセンスを付与するかにあります。
「クアルコムのSnapdragonチップは、Armが設計したArm Cortex CPUコアを使用しています」とクルーウェル氏はインスタントメッセージで述べた。「AppleのM1チップは、Appleのチームが設計したArmコアを使用しています。AppleはArm命令セットのライセンスのみを取得しており、Cortex CPUコアのライセンスは取得していません。」しかし、ArmはAppleがv9ライセンスを締結したかどうかについては言及していない。
アームArmは3月にv9命令セットを発表した際、これらの新型チップを筆頭に、最初の2世代のArm v9 CPUにおいてコアあたりの性能が30%向上すると予測していました。Armは火曜日、新型Cortex-X2がArm Cortex-X1と比較して16%高い性能を発揮すると発表しました。
旧型のCortex-X1は、Qualcomm Snapdragon 888とSamsung Exynos 2100の基盤となり、どちらも高評価を得ているSamsung Galaxy S21スマートフォンに搭載されました。(Samsungは、Snapdragon搭載のGalaxy S21端末を米国の顧客に出荷しており、他のほとんどの地域ではGalaxyシリーズにExynosを使用しています。)
言い換えれば、これは、将来のAndroidの主力製品やArmベースのWindowsラップトップに新しいCortex-X2コアが搭載される可能性が高い一方で、Appleの設計者はM1の将来の派生製品で独自の道を歩み続けることを意味します。（クルーウェル氏は、Qualcommが1月に独自のArm CPUを開発していたNuviaというスタートアップ企業を買収し、その設計を将来のSnapdragonプロセッサに採用すると指摘しました。）
Armの幹部は、これらの新しいCortexコアとMaliコアが提供するのは、PCやスマートフォンの将来的な機能強化のほんの一例に過ぎないと強調した。パフォーマンスは、顧客、設計の実装方法、そして製造に用いる製造技術に依存する。一方で、Armが主張するベンチマークは、これらのデバイスが達成する最低限の改善レベルであり、今後のエキサイティングな時代を予感させるものである。
