今年华为发布的麒麟980芯片是首款基于ARM Cortex-A76开发商用的7nm处理器,其优异表现除了赢得性能的同时,更是赢尽了口碑。那么麒麟980上采用的Cortex-A76有什么过人的表现呢?新架构的出现对手机移动处理器市场有什么影响?本文就和大家进行探究。
Cortex A76能否达到ARM的性能预测?
ARM公司曾表示Cortex-A76架构的时钟频率最高可达到3GHz。但据Anandtech的作者表示,3GHz这个频率在实际中是难以展示的,如果2.5GHz的运行频率来进行测试的话会更符合实际,所以麒麟980的时钟频率也在2.6GHz的范围,符合预期。
3GHz的Cortex A76会比2.4GHz的Cortex A73(相当于高通骁龙835)在性能整数和浮点计算方面分别提升了1.9和2.5倍。如果是以2.6Ghz的时钟频率来测试的话,还会有1.65和约2.15倍的性能提升。
在GeekBench 4单核性能中,采用Cortex A76架构的麒麟980整数计算跑分提升了1.77倍,浮点计算跑分提升了2.21倍,超出性能预期,这很有可能是麒麟980的芯片配置是4MB L3有关。
IPC对比中,Cortex A76与Cortex A73相比在整数和浮点中分别提升了1.58倍和1.79倍。
麒麟980的Cortex A76在整数和浮点分数方面分别提高了1.89倍和2.04倍。 在IPC方面,基于Cortex A73架构的麒麟970和骁龙835增幅更为显着,提升分别为1.78倍和1.92倍。
因为麒麟980的性能比预期的要好,实际只采用2.6GHz的运行频率,就达到了预估的3GHz时钟频率时的性能。
内存子系统的性能非常重要的部分
CPU性能中有一个方面一直被误解,就是内存子系统的性能。其实CPU的带宽可以非常宽,且具有任何数量的执行资源,但是不管微架构有多大,如果内存子系统(缓存,内存控制器)不能保持设备正常地输入数据的话那么它的作用就不重要了。
另一方面,现在的移动设备的工作负载增加,速度也正在加快。APP也变得更大、更复杂,并且它们处理的数据也是显著增长的。
在SPECint2006中,大部分数芯片的分数与GeekBench4中所预测的差别不大,唯一的显著的差异是苹果的A11和A12芯片,这两款芯片展现出比GeekBench4更强的SPEC工作负荷性能。
在SPECfp2006中,苹果A12能够展示出在SPECfp中比GB4 FP更大的工作负载,这说明了苹果新一代处理器引入了巨大的内存子系统性能改进。 反过来Exynos 9810在SPEC中的性能要比GeekBench4中的差得多,表明其CPU内存和缓存子系统在很大程度上落后于竞争对手 。
而采用了Cortex A76架构的麒麟980在这方面则取得比较好的平衡,SPEC和GeekBench4之间的性能并没有太大差异。
顶级能源效率,但绝对性能仍然远远落后于苹果
ARM提出在相同的功率使用情况下,Cortex A76的性能比Cortex A75高40%;而在相同性能下,Cortex A76使用的功率仅为Cortex A75的一半。
从实际结果来看Cortex A76是超过了预期,这也验证了ARM的说法。并且由于Cortex A76超越了IPC预测,它能够在比3GHz更高效的频率点上实现目标性能。
结果显示麒麟980的性能要比骁龙845高45-48%,同时在同样性能下工作能量消耗要比骁龙845低25-30%。如果要降低麒麟980的时钟频率,或以1.9GHz A76能量效率以匹配骁龙845的性能点,可以很容易地看到麒麟980才消耗不到一般的能量。
在相同的功率下Cortex A76的性能提高40%。ARM选择了一个任意的750mW来进行比较。事实上Cortex A76的CPU是要更耗电的,单核有源平台的功耗上升了14-21%。
麒麟980的能源效率略高于A12,意味着两颗芯片的每瓦性能几乎完全相同。区别在于苹果能够实现61-74%的性能优势,线性增加60-70%的功耗。
总结
三星在上周正式发布了Exynos 9820,但在基准测试中表现却略显逊色 ,不仅是因为调度程序问题,还有微体系结构不平衡所导致的。而麒麟980能够超过Exynos 9810的峰值性能,但能源消耗却只有Exynos 9810的一半。
三星官方宣称,Exynos 9820的性能提升20%或功耗提高40%,其中“或”字是重点。 以2.7GHz作为基准比较的话,性能基本可以与Cortex A76匹敌,但其糟糕的能效依然是没有改善。如果将更高效的2.3GHz结果作为基准性能,虽然效率提高40%能与麒麟980处于同等水平,但又会带来性能不足的问题。
ARM承诺下一代CPU性能提升15-20%。ARM在这方面的优势在于可以在强大的功率范围内提供更好的芯片性能。
另一方面,ARM新的服务器核心—Ares应该是Enyo/A76的基础设施,也是最近宣布的Neoverse系列CPU内核的一部分,而且在单个芯片上可以设置32或64个核心, 因此我们有理由期待未来几个月在移动领域会出现更多新产品。
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原文标题:实力称雄,Cortex A76架构性能大起底
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