ARMは、前世代と比べて最大20%以上の性能向上を実現する次世代スマートフォン用プロセッサを発表しました。このプロセッサには、特別な機能が搭載されています。それは、究極のパフォーマンスを実現するために最適化された新しいCortex-X1設計です。
スマートフォン業界では、ARMがCortex CPU、Mali GPU、Ethos機械学習プロセッサを設計し、Qualcommなどの企業にライセンス供与しています（これは、AMDとIntelが設計を独占的に保持し、Intelも独自のCPUを製造しているPCチップビジネスとは異なります）。そして、これらのチップ設計者は、ライセンス条件に応じて、これらのチップをカスタマイズおよび強化することが許可されています。
ARMの幹部によると、新しいコアであるCortex-A78、Mali-G78、Ethos-N78は、2021年に出荷されるスマートフォンに搭載される予定だ。同社は、Cortex-A78は前世代機と比べて持続的なパフォーマンスが20%向上し、Mali-G78は全体的なパフォーマンスが25%向上し、Ethos-N78はパフォーマンス効率が25%向上すると約束している。
アームそして、ARM Cortex-X1があります。ARMは、前世代のCortex-Aと比較してピーク性能が30%向上すると約束しています。ARMによると、これは「ロードマップ外」の性能という新たなカテゴリーに相当し、パートナーとの具体的なエンジニアリング協力が必要になります。今後数週間のうちに、Cortex-X1に関するパートナーシップの最初の成果について、より詳しい情報が明らかになるでしょう。
「Cortex-X1は、通常の電力面積の制約にそれほど縛られないこの世代で、どれだけの性能を引き出せるかという疑問に答えてくれます」と、ARMのクライアント事業担当副社長兼ゼネラルマネージャー、ポール・ウィリアムソン氏は述べた。「Cortex-X1は、フラッグシップスマートフォンや大画面デバイスをターゲットにしています。シリコン面積と消費電力を考えると、あらゆるデバイスに搭載されるとは期待していません。」
スマートフォンメーカーは、新しいARMコアを使ってパフォーマンスを最大化するか、前世代と同じパフォーマンスでバッテリー寿命を延ばすかという選択肢があります。ウィリアムソン氏が新しいコアについて説明する際に実際に取り上げたのはまさにこの視点で、3つのコアは「昨年と同じ電力予算でより多くの電力を消費する」と述べています。
Cortex-A78の詳細
ウィリアムソン氏によると、A78は5Gの要求に合わせて特別に設計されており、アプリケーションの起動速度やウェブページのスクロール時の応答性といったユースケースを想定しているという。「限られた電力でデバイスのパフォーマンスを持続させることで、非常に高性能なアプリケーションにおける電力制限を回避できます」とウィリアムソン氏は述べた。「そのため、遅延やフレームレートの低下が少なくなります。」
アームARM Cortex-A78 のパフォーマンスの概要。
従来のCortex-A77と同様に、Cortex-A78はARMがbig.LITTLEオクタコアアーキテクチャと呼ぶアーキテクチャを採用し、高性能なA78コア4基と、長時間バッテリー駆動に最適化されたA55コア4基を搭載します。ARMによると、3GHzで動作するCortex-A78コアは、コアあたり1ワットの消費電力を想定した場合、2.6GHzで動作するCortex-A77コアと比較して、シングルコアでの持続性能が20%向上するとのことです。この性能はシミュレーションによる推定値に基づいています。
あるいは、携帯電話メーカーはA78のクロックをA77と同じ性能で半分の消費電力に抑えることも可能だとウィリアムソン氏は述べた。ARMは、オクタコアのCortex-A78レイアウトではCortex-A77よりもダイスペースが15%削減され、携帯電話の小型化につながると考えている。
ウィリアムソン氏は、ARMは2016年に一部のパートナーと共同で立ち上げた「Built on Cortex」技術プログラムも推進していると述べた。「少数の主要パートナーと緊密に協力し、従来のロードマップを超える新たなパフォーマンスレベルを実現してきました」と同氏は語った。
アームCortex-X1: 通常 PC に搭載されているゲームクラスのプロセッサの ARM バージョン。
このパートナーシップの成果が、Cortex-Xカスタムプログラムと、それに伴うCortex-X1です。「このプログラムにより、ARMのパートナー企業とスマートフォンメーカーは、最大限のパフォーマンスを発揮するコアを搭載しながらも、パワーと効率性に妥協しないデバイスを開発できるようになります」とウィリアムソン氏は述べています。
ARMによると、Cortex-X1は前世代のCortex-Aと比較してシングルコアのピーク性能が30%向上しており、これはCortex-A78の20%向上をわずかに上回る数値です。ウィリアムソン氏は、「究極のパフォーマンス」を目指して設計されていると述べています。同氏は、Cortex-X1を搭載したパートナー各社が今年後半にスマートフォンを発表することを期待していると述べています。
ARMのライセンス契約では、これらの企業はCortex-X1ブランドを使用することが義務付けられていますが、これは問題にならないはずです。ARMの担当者は、QualcommのようなライセンシーはSnapdragonスマートフォンプロセッサをARMベースで構築しており、自社のCPUコアを「Kryo」というブランド名で販売しているものの、ARMは通常、どのARMコアをベースとしているかを正確に開示していると指摘しました。「これは双方にとってwin-winの関係になると考えています」と担当者は述べています。
Mali-G78と-G68の詳細
ARMのMali-G78グラフィックプロセッサには、コア数が24個に増加し、主要な演算ユニットの消費電力が30%削減され、特に煙、草、木々などを含む複雑なゲームシーンにおけるパフォーマンスの最適化など、いくつかの具体的な改良が施されています。ARMによると、これはARMがValhall [stet]アーキテクチャで製造した中で最も強力なGPUです。全体として、前世代のMali-G77と比較して25%のパフォーマンス向上を実現しています。
アームARM は、さまざまな非公開ゲームにおける Mali-G78 のパフォーマンスを次のように説明しています。
「ゲームはますます複雑になり、フォートナイトや[ PlayerUnknown's Battlegrounds ]のプレイ頻度が高まるにつれ、人々はコンソール並みのパフォーマンスを期待しています」とウィリアムソン氏は述べた。「モバイル対応のゲーマーは、外出先でも没入感あふれる体験を楽しみたいと考えています。そのためには、高性能なGPUが必要なのです。」
ARMはまた、Mali-G78の廉価版となるMali-G68を、特に低価格帯のスマートフォン向けに提供すると発表しました。G68はG78と同じ機能をすべて備えていますが、コア数は24個ではなく6個となっています。
ARMによると、ゲーム性能に加えて、G78では機械学習機能が約15%向上しているという。これは、顔認証によるロック解除などのAI駆動型アプリケーションや、被写体を際立たせて背景をぼかすAI駆動型「ポートレート」モードなど、様々なカメラモードで役立つ。
Ethos-N78の詳細
ARM には専用の機械学習コアである Ethos-N78 もあり、これはより効率的なデータ移動のために最適化されています。
アームEthos-N78 の仕様の概要。
ARMのEthos-N78は、1平方ミリメートルあたりの性能効率を25%向上させ、MACの性能をピーク時で毎秒10テラフロップスまで向上させました。「これは、前世代のデバイスと比較して、同じ面積でより多くの作業を行う、あるいは同じ作業をより狭い面積で行うことができることを意味します」とウィリアムソン氏は述べています。
