Arm stellt TCS23-Plattform mit Visual Computing-Kernen und mehr vor

Letzte Woche veröffentlichte Arm Arm Total Compute Solutions (TCS23), eine Suite von Arm-Intellectual Property (IP), die auf der neuesten ARMv9-Architektur basiert. Dieses Paket bietet Designern einen Mix-and-Match-Ansatz für mobile Computeranwendungen über ein Portfolio aus CPU-, GPU-, System- und Software-IP.

Eines der herausragenden Features des letztjährigen TCS22 war die Einführung von Hardware-Raytracing auf der Immortalis Arm GPU. Mit der diesjährigen Ankündigung werden sowohl das CPU- als auch das GPU-Angebot aufgewertet, vor allem durch Verbesserungen bei Leistung und Effizienz bei ähnlicher oder verbesserter Leistung.

In TCS22 sind drei neue Arm-Cortex-CPU-Reihen enthalten, die sich auf mobile Geräte wie Smartphones, Tablets und Laptops konzentrieren. Insbesondere sollen die Cortex-Prozessoren grafikintensive Anwendungen wie Spiele, Augmented/Virtual Reality, maschinelles Lernen und Sicherheit auf dem Gerät ermöglichen.

Der Cortex-X4 ist ein Hochleistungs-CPU-Kern der vierten Generation der X-Serie von Arm. Das Gerät basiert auf der neuesten ARMv9.2-Architektur und verfügt über eine Taktrate von 3,4 GHz, L1-Cache (65 KB), L2-Cache (0,5–2 MB) und L3-Cache (32 MB). Darüber hinaus wurde die Befehlsbandbreite auf 10 Befehle pro Zyklus erhöht. Berichten zufolge führen diese Updates zu einer Leistungssteigerung von 15 % gegenüber der Cortex-CPU der letzten Generation.

Der neue 64-Bit-Cortex-A720 konzentriert sich auf Energieeffizienz, insbesondere bei Anwendungen, bei denen Leistung und Akkulaufzeit in einer großen, kleinen heterogenen Computerkonfiguration in Einklang gebracht werden müssen. Es verfügt über L1-I-Cache und D-Cache (32 KB oder 64 KB), L2-Cache (128 KB/256 KB/512 KB) und optionalen L3-Cache (256 KB bis 32 MB). Mit diesem Gerät meldet Arm eine 20-prozentige Verbesserung der Energieeffizienz und eine 4,5-prozentige Leistungssteigerung im Vergleich zur vorherigen Generation.

Schließlich ist der 64-Bit-Cortex-A520 eine weitere aktualisierte CPU, die sich auf Effizienz für leichte und Hintergrundaufgabenlasten in einer großen, kleinen Konfiguration konzentriert. Die CPU verfügt über L1-I-Cache und D-Cache (32 KB oder 64 KB), optionalen L2-Cache (128 KB/192 KB/256 KB/384 KB/512 KB) und optionalen L3-Cache (256 KB bis 32 MB). Im Vergleich zur letzten Generation gibt Arm eine Verbesserung der Energieeffizienz um 22 % und eine Verbesserung der Leistung um 8 % an.

Die DynamIQ Shared Unit 120 (DSU-120) unterstützt bis zu 14 CPU-Kerne mit A-Klasse-Architektur in einem Cluster. Es bietet ein gemeinsam genutztes L3-Speichersystem, Sicherheitsfunktionen, Steuerlogik und SoC-Schnittstellen. Arm präsentierte mehrere Kernkonfigurationen, die Anwendungen von tragbaren Geräten bis hin zu Hochleistungs-Laptops unterstützen können und den „Mix-and-Match“-Ansatz unterstützen.

TCS23 umfasst außerdem drei GPU-Architekturen der fünften Generation. Ihre grundlegenden technischen Konfigurationen sind nahezu identisch, mit einigen wesentlichen Unterschieden in der Anzahl der unterstützten Kerne. In einigen Fällen gibt es auch optionale Raytracing-Funktionen. Hierbei handelt es sich um mobile GPUs, die AAA-Mobilspiele wie Genshin Impact oder Fortnite unterstützen sollen.

Das erste ist das Immortalis-G720, das auf Flaggschiff-Smartphones für Spiele und maschinelles Lernen abzielt. Es verfügt über Deferred Vertex Shading, 2x/4x/8x/16x Multi-Sampling-Anti-Aliasing, Raytracing und API-Unterstützung für OpenGL ES 1.1/2.0/3.2, Vulkan 1.3 und OpenCL 1.2/2.1/3.0 Full Profile. Die GPU ist auf 10 oder mehr Kerne skalierbar und bietet außerdem Hardware-Raytracing-Funktionen, was sie zum leistungsstärksten der drei GPU-Angebote macht. Der Immortalis-G720 soll im Vergleich zur letzten Generation der ARM-GPU-Architekturen einen Leistungszuwachs von 15 % erzielen und 40 % weniger Speicherbandbreite verbrauchen.

Der Mali-G720 hat die gleichen technischen Spezifikationen wie der Immortalis-G720, ist jedoch nur von sechs auf neun Kerne skalierbar und verfügt über optionale Hardware-Raytracing-Funktionen. Zu guter Letzt gibt es noch die Mali-G620, die wiederum die gleiche Basiskonfiguration hat, aber nur von einem auf fünf Kerne skalierbar ist und somit die leichteste GPU-Option bietet.

Arm behauptet, dass TCS23 die maschinellen Lernfähigkeiten durch eine Kombination aus Hardware und Software verbessert.

Für CPU-basierte maschinelle Lernanwendungen wie INT8-Inferenz zur Objekterkennung/-klassifizierung, Echtzeiterkennung und Körperhaltungsverfolgung meldete das Unternehmen eine Verbesserung um 12 % für den Cortex-X4, eine Verbesserung um 9 % für den Cortex-A720 13 % Verbesserung für den Cortex-A520 im Vergleich zu seinen Vorgängern. Auf der GPU-Seite sorgten Optimierungen im Arm NN und in der Arm Compute Library für eine vierfache Verbesserung der maschinellen Lernaufgaben.

TSC23 bietet auch einige Sicherheitsverbesserungen. Die Plattform unterstützt das Android Virtualization Framework für Arm 64-basierte Geräte, Pointer Authentication (PAC) und Branch Target Identification (BTI), um Angriffe durch Return Oriented Programming (ROP) und Jump Oriented Programming (JOP) zu verhindern.