ARM Cortex-A77

ARM Cortex-A77は、 ARM Holdings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 ]} 2019年にリリースされたこのプロセッサは、前世代のA76と比較して、整数演算と浮動小数点演算のパフォーマンスがそれぞれ23%と35%向上し、メモリ帯域幅が15%向上したとARMは主張しています。^{[ 1 ]}

Cortex-A77はCortex-A76の後継です。Cortex-A77は、新しい1.5KマクロOP（MOP）キャッシュを備えた4幅デコードアウトオブオーダースーパースカラ設計です。1サイクルあたり4命令と6MOPをフェッチできます。また、1サイクルあたり6MOPと13μopの名前変更とディスパッチが可能です。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実行ポートで、Cortex-A76より50%増加しています。パイプライン深度は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、各パイプラインが独自の発行キューを持っていました。Cortex-A77 では、単一の統合発行キューが採用され、効率が向上しています。Cortex-A77 では、一般的な 1 サイクルの単純な算術演算と、2 サイクルのより複雑な演算を実行する新しい第 4 の汎用算術 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) をサポートする第 4 のポートがあります。Cortex-A77 では、第 2 の分岐 ALU も追加され、分岐のスループットが 2 倍になりました。

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。整数クラスタと同様に、ASIMDクラスタは両方のパイプラインで統一された発行キューを備えており、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、8つの半精度、または16の8ビット整数演算を実行できます。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）、暗号化命令も実行できます。Cortex-A77は、暗号化操作のスループットを向上させるために、2つ目のAESユニットを追加しました。^{[ 3 ]}

ROBが拡張され、エントリ数が128から160に増加。新しいL0 MOPキャッシュが追加され、エントリ数は最大1536まで増加。^{[ 4 ]}

このコアは非特権の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ビットの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スペキュラティブストアバイパスセーフ（SSBS）ビット命令（ARMv8.5-A）もサポートしています。

Cortex-A77はARMのDynamIQテクノロジーをサポートしており、 Cortex-A55の電力効率の高い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る。 ^{[ 1 ]}

• フロントエンド^{[ 5 ] [ 6 ]}
  • 分岐予測
    • 精度向上
    • 最大64バイトのランアヘッドウィンドウ（従来は32バイト）
    • L1 BRBの収容人数を最大64人まで増加（従来は16人）
    • BTBの容量を最大8Kエントリーまで増加（従来は6Kエントリー）
  • 改良されたプリフェッチャ
  • 新しいL0マクロ操作キャッシュを追加
  • 命令フェッチ範囲の拡大、最大6命令/サイクル（従来は4命令/サイクル）
• 実行エンジン
  • 命令フェッチ範囲の拡大、最大6命令/サイクル（従来は4命令/サイクル）
  • 再注文バッファの拡張、最大160件（従来は128件）
  • 最大10方向への配車が可能に（従来は8方向）
  • より広範な問題、最大12者まで（8者から）
    • 実行ユニット
      • 新しい整数演算ユニットとポート
      • 新支店と港
      • 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SIPコアとしてライセンシーに提供されており、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、画像プロセッサなど）と統合して、システムオンチップ（SoC）を構成する1つのダイに組み込むのに適しています。

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 月に下位バージョンのExynos 880が続きました。 ^{[ 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という派生バージョンは、それぞれSnapdragon 865、750G、690で使用されています。^{[ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]} HiSilicon は、Kirin 9000シリーズで Cortex-A77を2 つの異なる周波数で使用しています。^{[ 15 ] [ 16 ]}

前身のCortex-A76と後継のCortex-A78には、スプリットロック機能を備えた車載向けモデルであるCortex-A76AEとCortex-A78AEが存在したが、Cortex-A77にはそれがなかったため、セキュリティが重要な用途には採用されなかった。

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