ARM三大新核齐发：性能提升夸张，明年手机芯片要大变

目前的ARM芯片中，在主流的移动设备上，架构基本以X1、A78以及A55三大核心为主。大多数旗舰芯片，采用的都是1颗X1核心+3颗A78核心+4颗A55核心构成，比如说高通的骁龙888以及三星的Exynos 2100；而非旗舰芯片中，则以4颗A78核心+4颗A55核心构成，比如联发科的天玑1200。这其中X1和A78核心实际都是去年ARM发布的架构，而在5月25日，ARM正式发布了2021年的产品线，其中包括了新的三种核心。

首先在旗舰核心上，去年的Cortex-X1升级到了Cortex-X2，这算是首款采用ARM V9指令集的消费级ARM架构核心。和X1相比，X2核心只支持AArch64 64位指令而不再兼容32位，拥有全新层级的性能。在核心方面，流水线长度从11个指令周期减少到10个，其中分派阶段从2个周期减少到1个，这可是个非常大的变动。同时，乱序执行窗口增大了最多30％，244条增至最多288条，再加上指令压缩和绑定，实际还可以保存更多。

可以说X2的这些变化，可以有效降低计算的周期和时间，反过来说也就是说进一步增强芯片的计算性能。另外无论是前后端，X2的变化都不小，ARM宣称X2相比于X1整数性能提升16％，机器学习性能则可以翻一番，此外X2的三级缓存容量为8MB，比上一代的X1增大了一倍。

可以肯定的是，下一代的旗舰芯片在大核部分肯定会使用X2核心，只不过具体芯片的推出时间现在还不好肯定。如果不出意外，像高通下一代的旗舰芯片应该极有可能首发X2核心。另外据ARM自己介绍，有不少采用X2架构的芯片已经开始设计，不过不是手机用芯片，主要是针对笔记本等设备，只看厂商什么时候官宣。

除了Cortex-X2之外，ARM这次还发布了另外两颗核心，分别是A710和A510，这两颗核心原本是目前主流的A78以及A55的替代者，大多数人本以为ARM会取名为A79和A56，不过ARM显然不走寻常路，也不知道把名字取得这么没有规律是为什么……

A710和A510和X2一样，都是基于ARM V9指令集，所以这三种核心可以集成在一起使用。未来的旗舰芯片肯定就是1颗X2大核心，加上3颗A710中核心以及4颗A510小核心了。值得一提的是，A510和X2一样，都是纯64位核心，不兼容32位指令集，但A710则可以兼容32位指令集。A710继续兼容32位指令集，是因为中国市场还有大量32位的应用，所以算是应中国客户的要求而设计的。也不知道为什么落后的技术在国内一直这么有市场，之前的微软的IE也是如此。

具体架构细节不多说，在IPC性能提升方面， 当A710采用 4MB二级缓存、8MB三级缓存的情况下，官方号称可以达到10％，或者可以将功耗降低30％。而A510的性能提升则非常大，在 32KB一级缓存、256KB二级缓存、8MB三级缓存的设计下，对比A55 32KB一级缓存、128KB二级缓存、4MB三级缓存，A510的IPC性 能提升幅度达到35-62％，是这次三颗核心中性能提升最大的，当然这也和A55比较古老有关系，毕竟是四年前的核心架构了。

以后旗舰芯片肯定是X2大核心+A710中核心+A510小核心的设计；主流的性能级芯片则会是4颗A710核心+4颗A510核心的设计；入门级的芯片类型和性能级芯片应该一样，但会降低核心数量和频率来拉低档次。如果一切正常的话，高通下一代芯片将会全部升级，其他家的ARM芯片也会逐渐更新到新的核心上。