ARM fait rarement les choses à moitié, et c’est cette fois encore une famille complète d’architectures qu’il ajoute à son catalogue avec tout d’abord les Cortex-A78 et Cortex-X1 destinés aux CPU. Ils s’accompagnent des Mali-G78 et Mali-G68 pour le traitement graphique et de l’Ethos-N78 pour l’intelligence artificielle.
Désormais capables de filmer jusqu’en 8K, les smartphones font également tourner des jeux de plus en plus évolués graphiquement et, plus qu’aux processeurs qui les animent, c’est en grande partie aux architectures d’ARM qu’ils le doivent. Les fameux Cortex pour le CPU, et Mali pour le GPU notamment. La plupart des fondeurs puisent au moins dans l’une de ces deux familles pour concevoir leurs processeurs, et elles viennent justement de s’agrandir avec la promesse de performances encore accrues, et cinq nouvelles références : Cortex-A78, Cortex-X, Mali-G78, Mali-G68 et Ethos-N78.
Un nouveau cœur CPU hautes performances pour les smartphones
Le Cortex-A78 succède logiquement au Cortex-A77, cœur le plus performant du catalogue d’ARM jusqu’ici. Ce n’est donc plus le cas, puisqu’ARM annonce des performances jusqu’à 20 % meilleures pour le Cortex-A78. Il consommerait en outre jusqu’à 50 % moins d’énergie que son prédécesseur à niveau de performances égal et il a également été optimisé pour prendre un peu moins de place. Les fondeurs pourront ainsi créer des processeurs plus compacts, afin notamment de répondre au manque d’espace disponible dans les smartphones pliants.
Bien sûr, plusieurs Cortex-A78 pourront être associés, et la nouvelle architecture d’ARM se marie également très bien avec des cœurs basse consommation grâce à la technologie de calcul multi-cœur DynamIQ. Un CPU combinant 4 cœurs Cortex-A78 et autant de cœurs Cortex-A55 pourrait par exemple délivrer des performances jusqu’à 20 % plus élevées qu’un CPU similaire, mais intégrant du Cortex-A77 à la place du Cortex-A78, tout en tenant sur une surface 15 % moins étendue.
Des cœurs Cortex customisés directement chez ARM
Mais il serait possible d’obtenir des performances meilleures encore grâce au Cortex-X1, première architecture issue du nouveau programme de personnalisation que propose ARM à ses clients en vue de répondre à leurs besoins spécifiques. Autrement dit, les fondeurs n’auront dorénavant plus besoin de customiser eux-mêmes les cœurs Cortex comme le fait par exemple Qualcomm pour ses cœurs Kryo, mais pourront fournir un cahier des charges à ARM qui fera le travail.
C’est donc ce qu’a fait la firme pour le Cortex-X1, qu’elle présente comme une « réponse aux partenaires qui souhaitaient maximiser les performances en fonction de cas d’usages spécifiques qui leurs sont propres ». Il devrait ainsi délivrer des performances 30 % meilleures que le Cortex-A77, ce qui le place donc aussi devant le Cortex-A78 avec lequel il pourrait néanmoins être combiné pour équilibrer performances et consommation énergétique.
ARM évoque notamment la possibilité de remplacer, au sein d’un cluster quad-core à base de Cortex-A78 comme évoqué plus tôt dans l’exemple d’un CPU octa-core, un cœur par un Cortex-X1 pour atteindre un pic de performances plus élevé. Le Cortex-X1, également deux fois plus performant que les Cortex-A77 et Cortex-A78 pour le machine learning (IA) grâce à diverses améliorations apportées au niveau microarchitecturel, et permettant aussi d’augmenter la mémoire cache, est en revanche plus imposant que le dernier Cortex-A.
Deux nouveaux GPU, mais une même architecture
Comme souvent chez ARM, ces nouveaux cœurs CPU n’arrivent pas seuls, mais accompagnés d’un nouveau GPU. Et même de deux, mais commençons avec le Mali-G78. Basé comme son prédécesseur, le Mali-G77, sur l’architecture Valhall d’ARM, il promet néanmoins de le surpasser avec des performances graphiques en hausse de 25 %. Cela s’explique notamment par l’augmentation du nombre de cœurs pouvant y être intégrés, puisque le Mali-G78 pourra en compter 24 contre 16 au plus pour son prédécesseur.
ARM annonce en outre un meilleur rapport surface/performances ainsi qu’une efficacité énergétique en hausse de 10 %, et devant permettre de prolonger l’autonomie des smartphones. Le Mali-G68 reprend pour sa part la plupart des éléments du Mali-G78, mais ne peut intégrer plus de 6 cœurs. Il ne peut de ce fait offrir le même niveau de performances, mais vise à s’en rapprocher tout en étant plus abordable et compact.
Des appareils toujours plus intelligents avec l’Ethos-N78
Pour finir, l’Ethos-N78 vient remplacer l’Ethos-N77 dans la série de processeurs neuronaux (NPU) d’ARM. Il a donc pour but d’accélérer les tâches liées à l’intelligence artificielle, et devrait donc pouvoir le faire de manière plus efficace que son prédécesseur. ARM annonce ainsi des performances jusqu’à deux fois plus élevées et un rendement amélioré de 25 %. L’Ethos-N78 sera par ailleurs proposé avec diverses configurations devant délivrer de 1 TOP/s à 10 TOP/s.
Les nouveautés d’ARM sont pour le moins prometteuses, mais il faudra probablement attendre jusqu’à 2021 pour pouvoir en profiter, le temps non seulement que les fondeurs les adoptent, mais aussi que leurs chipsets arrivent chez les fabricants de smartphones.
