ARM Cortex-A77

ARM Cortex-A77は、ARMホールディングスのオースティン設計センターが設計したARMv8.2-A 64ビット命令セットを実装した中央処理装置です。 ^[1] ARMは、整数と浮動小数点のパフォーマンスがそれぞれ23%と35%向上したと発表しました。メモリ帯域幅はA76と比較して15%増加しました。^[1]

Cortex-A77 はCortex-A76の後継機です。Cortex-A77 は、新しい 1.5K マクロ OP (MOP) キャッシュを備えた 4 ワイド デコードアウトオブオーダー スーパースカラー設計です。1 サイクルあたり 4 つの命令と 6 つの MOP をフェッチできます。また、1 サイクルあたり 6 つの MOP と 13 の μop をリネームしてディスパッチできます。アウトオブオーダー ウィンドウ サイズは 160 エントリに増加しました。バックエンドは 12 の実行ポートで、Cortex-A76 より 50% 増加しています。パイプラインの深さは 13 ステージ、実行レイテンシは 10 ステージです。^{[1] [2]}

整数クラスターには 6 つのパイプラインがあり、Cortex-A76 から 2 つの整数パイプラインが追加されています。Cortex-A76 からの変更点の 1 つは、発行キューの統合です。以前は、各パイプラインに独自の発行キューがありました。Cortex-A77 では、効率性を向上させる単一の統合発行キューがあります。Cortex-A77 では、一般的な 1 サイクルの単純な数学演算と、2 サイクルのより複雑な演算を備えた新しい 4 番目の汎用数学 ALU が追加されました。合計で、算術および論理データ処理演算を実行する 3 つの単純な ALU と、複雑な算術 (MAC、DIV など) をサポートする 4 番目のポートがあります。Cortex-A77 では、2 番目の分岐 ALU も追加され、分岐のスループットが 2 倍になっています。

ASIMD/FP 実行パイプラインは 2 つあります。これは Cortex-A76 から変更されていません。変更されたのは発行キューです。整数クラスターと同様に、ASIMD クラスターは両方のパイプラインに対して統合された発行キューを備え、効率が向上しています。Cortex-A76 と同様に、Cortex-A77 の ASIMD はどちらも 128 ビット幅で、2 つの倍精度演算、4 つの単精度演算、8 つの半精度演算、または 16 の 8 ビット整数演算が可能です。これらのパイプラインは、拡張機能がサポートされている場合 (デフォルトでは提供されておらず、Arm からの追加ライセンスが必要です)、暗号化命令も実行できます。Cortex-A77 では、暗号化操作のスループットを向上させるために 2 番目の AES ユニットが追加されました。^[3]

ROBの拡大、最大128エントリから160エントリまで増加、新しいL0 MOPキャッシュを追加、最大1536エントリまで可能。^[4]

コアは非特権32 ビット アプリケーションをサポートしますが、特権アプリケーションは 64 ビットARMv8-A ISA を使用する必要があります。また、ロード取得 (LDAPR) 命令 ( ARMv8.3-A )、ドット積命令 ( ARMv8.4-A )、および PSTATE 投機的ストア バイパス セーフ (SSBS) ビット命令 ( ARMv8.5-A ) もサポートします。

Cortex-A77はARMのDynamIQテクノロジーをサポートしており、電力効率に優れたCortex-A55コアと組み合わせて高性能コアとして使用されることが期待されています。 ^[1]

• フロントエンド^{[5] [6]}
  • 分岐予測
    • 精度の向上
    • 最大 64B のランアヘッド ウィンドウ(32B から)
    • L1 BRB 容量を最大 64 エントリに増加 (16 エントリから)
    • BTB容量を最大8Kエントリまで増加（6Kエントリから）
  • プリフェッチャーの改善
  • 新しいL0マクロオペレーションキャッシュを追加
  • より広い命令フェッチ、最大 6 命令/サイクル（4 命令/サイクルから）
• 実行エンジン
  • より広い命令フェッチ、最大 6 命令/サイクル (4 命令/サイクルから)
  • より大きな再注文バッファ、最大 160 エントリ（128 エントリから）
  • より広範囲なディスパッチ、最大10ウェイ（8ウェイから）
  • より幅広い発行、最大12ウェイ（8ウェイから）
    • 実行ユニット
      • 新しい整数ALUユニットとポート
      • 新しいブランチユニットとポート
      • 新しい専用ストアデータポート
      • 新しいAESユニットが追加されました

Cortex-A77 はライセンシー向けにSIP コアとして提供されており、その設計により、他の SIP コア ( GPU、ディスプレイ コントローラ、DSP、イメージ プロセッサなど)と統合してシステム オン チップ(SoC) を構成する1 つのダイに統合するのに適しています。

Samsung Exynos 980は、Cortex-A77マイクロアーキテクチャを採用した最初のSoCとして2019年9月に発表されました^{[7] [8] 。 [9]}その後、 2020年5月に下位モデルのExynos 880が発表されました。 ^[10] MediaTek Dimensity 1000、1000L、1000+ SoCもCortex-A77マイクロアーキテクチャを採用しています。^[11] Kryo 585、Kryo 570、Kryo 560という名前の派生製品は、それぞれSnapdragon 865 ^{[ broken anchor ]}、750G ^{[ broken anchor ]}、690 ^{[ broken anchor ]}で使用されています。^{[12] [13] [14]} HiSiliconは、Kirin 9000シリーズで2つの異なる周波数でCortex-A77を使用しています。^{[15] [16]}

前身の Cortex-A76 と後継の Cortex-A78 には、どちらもSplit-Lock 機能を備えた自動車向けバリアントである Cortex-A76AE と Cortex-A78AE がありましたが、Cortex-A77 にはそれがなかったため、セキュリティが重要なアプリケーションには採用されませんでした。

• ARM Cortex-A76、前身
• ARM Cortex-A78、後継
• ARMv8-A コア、ARMv8 ファミリーの比較