آرم از پردازنده‌های جدیدی برای گوشی‌های هوشمند سال ۲۰۲۱ رونمایی کرد

شرکت بریتانیایی آرم، تحت مالکیت غول ژاپنی سافت بانک هر سال در ماه مه جدیدترین دستاوردهای مالکیت معنوی پردازنده موبایل (Mobile IP) را معرفی می‌کند که برای سازنده‌های پردازنده‌ی گوشی‌های هوشمند، کاربرد دارند. مالکیت‌های معنوی شامل پردازنده‌های اصلی و گرافیکی متنوعی می‌شوند که می‌توان پیش‌بینی استفاده از آن‌ها در محصولات سال آتی را با تخمین مناسبی ادعا کرد. مجموعه دستورالعمل‌ها و معماری‌های تولید پردازنده‌ی موبایلی آرم، تقریبا در تمامی گوشی‌های هوشمند جهان استفاده می‌شود و آن‌ها از تأثیرگذارترین فعالان صنعت محسوب می‌شوند. از سال ۲۰۲۱ هم تمامی تولیدکننده‌هایی بزرگ تراشه‌ی موبایلی از CPU IP شرکت آرم استفاده خواهند کرد، چون سامسونگ هم استفاده از هسته‌های اختصاصی Exynos M را از سال آینده متوقف خواهد کرد.

آرم امسال دو معماری جدید را برای پردازنده‌های گرافیکی و اصلی معرفی کرد. ARM Cortex-A78 برای پردازنده‌های مرکزی و Mali-G78 برای پردازنده‌های گرافیکی معرفی شدند. این معماری‌ها جایگزین Cortex-A77 و Mali-G77 در خانواده‌ی محصولات شرکت بریتانیایی خواهند شد. رونمایی از این معماری‌ها از قبل پیش‌بینی می‌شد، اما آرم در مراسم رونمایی یک خبر جدید هم برای رسانه‌ها داشت و هسته‌ی پردازشی مبتنی بر Cortex-X را معرفی کرد. کارشناسان اعتقاد دارند شاید هسته‌ی جدید موسوم به Cortex-X1 روند مرسوم همیشگی را در بازار تغییر دهد و بالاخره هسته‌های کورتکس هم به قدرت معماری پردازنده‌ی مرکزی اپل برسند.

آرم به‌خوبی می‌داند که مشتریان، به‌دنبال راهکارها و محصولات بیشتری هستند که بسته به نیاز و دسته‌بندی محصول نهایی، باید طراحی و عرضه شوند. به‌عنوان مثال Cortex-A76 در پردازنده‌های پرچم‌دار و برخی از پردازنده‌های میان‌رده استفاده می‌شود. حداکثر قدرت و کارایی هسته‌ی مذکور، به اندازه‌ی پردازنده‌های اپل نیست، چون آرم در طراحی‌های قبلی روی بازدهی انرژی و قدرت هم متمرکز بود و در برخی موارد مجبور به کاهش قدرت پردازشی شد. ظاهرا با معرفی Cortex-X1 می‌توان شاهد تغییری جدی در این روند بود.

برنامه‌ی Cortex-X Xustom یا CXC آرم حاصل همکاری نزدیک تیم مهندسی آرم با شرکای این شرکت بود که با هدف توسعه‌ی معماری برای پاسخ به نیازهای مشخص بازار انجام شد. شرکا در همکاری با مهندسان آرم، نیاز اختصاصی خود را برای هسته و معماری نهایی توضیح می‌دهند و به‌نوعی یک معماری شخصی‌سازی شده دریافت می‌کنند. اولین پردازنده‌ی مرکزی که طی برنامه‌ی CXC معرفی شد، Cortex-X1 نام دارد. آرم می‌گوید این پردازنده، قوی‌ترین پردازنده‌ی موجود در سری کورتکس است و نسبت به Cortex-A77، بهینه‌سازی ۳۰ درصدی را در حداکثر قدرت و کارایی نشان می‌دهد. پردازنده‌ی مذکور، حاصل اعلام نیاز مشتریانی بود که به حداکثر کارایی در پردازنده‌های مبتنی بر آرم نیاز داشتند.

آرم در رونمایی از X1 ادعا می‌کند که پردازنده‌ای قوی‌تر نسبت به Cortex-A78 به مشتری عرضه خواهد شد که در پردازش تک هسته‌ای، ۲۲ درصد افزایش قدرت پردازشی دارد. به‌هرحال بهبود پردازش ظاهرا در کاربردهای سرعتی و واکنشی خواهد بود. درنهایت کارشناسان پیش‌بینی می‌کنند که با این بهبود نیز باز هم پردازنده‌های آرم توانایی رقابت با A14 اپل را ندارند. از نظر آن‌ها، شاید X1 تنها رقیبی جدی برای A13 باشد که در سال ۲۰۱۹ معرفی شد. از قابلیت‌های دیگر X1 می‌توان به دوبرابر کارایی یادگیری ماشینی نسبت به A77 اشاره کرد.

مجموعه‌ی پردازشی شامل چهار هسته‌ی Cortex-A78 به‌همراه چهار هسته‌ی Cortex-A55، افزایش ۲۰ درصدی را نسبت به ترکیب A55 با A77 نشان می‌دهد. آرم در رونمایی اخیر خود، هسته‌ی جایگزینی برای A55 معرفی نکرد و شاید در سال آینده شاهد رونمایی آن باشیم. درمقابل، ‌X1 علاوه بر افزایش قدرت پردازش تک‌‌هسته‌ای، در ترکیب با هسته‌های دیگر هم بازدهی بسیار بیشتری دارد. شرکای آرم که از یک هسته‌ی X1 در ترکیب با سه هسته‌ی Cortex-A8 و چهار هسته‌ی A55 در ساختار DynamIQ استفاده می‌کنند، ۳۰ درصد افزایش بهره‌وری را نسبت به نسل قبل تجربه خواهند کرد. A78 نیز با تمرکز بر بازدهی بالا طراحی شده است، درنتیجه می‌توان از ترکیب آن با X1، مجموعه‌ی مناسب را با بازدهی بالا و قدرت پرداشی رقابتی طراحی کرد. احتمالا گوشی‌های هوشمندی که از ترکیب این هسته‌ها بهره می‌برند، سرعت بسیار بیشتری خواهند داشت.

آرم می‌گوید هسته‌های جدید X1 در گوشی‌های هوشمند و خصوصا فرم فاکتورهای جدید همچون گوشی‌های تاشدنی و دستگاه‌های مجهز به چند نمایشگر، کارایی بالایی دارند. به‌هرحال افزایش قدرت پردازنده منجر به بهبود تجربه‌ی کاربران با دستگاه‌های هوشمند می‌شود که در ترکیب با قابلیت‌های هوش مصنوعی و یادگیری ماشین، کارایی دستگاه‌ها را چندبرابر می‌کند. کارشناسان پیش‌بینی می‌کنند که X1 به‌مرور کاربردهای بیشتری در حوزه‌های بهره‌وری، ارتباطات، امنیت، تصویربرداری و واقعیت ترکیبی پیدا خواهد کرد.

معماری جدید X1 درکنار افزایش قدرت و کارایی، با کاهش بازدهی در بخش‌های مصرف نیرو و ابعاد همراه بوده است. این هسته ابعادی بزرگ‌تر نسبت به A78 دارد و به‌خاطر مصرف بالاتر، نمی‌توان آن را برای گوشی‌های میان‌رده متصور شد. آرم برای X1 حداکثر سرعت کلاک ۳ گیگاهرتز را در نظر دارد که از هسته‌ی A76 سعی در پیاده‌سازی آن داشت و آن‌چنان موفق نبود. شرکت اکنون امید دارد که با تولد و پیشرفت فناوری‌های تولید پنج نانومتری، شرکت‌ها توانایی تولید هسته با حداکثر سرعت مذکور را داشته باشند.

معرفی X1 که احتمالا در گوشی‌های هوشمند سال ۲۰۲۱ استفاده خواهد شد، نقطه‌ی مهمی در تاریخ پردازنده‌های موبایلی محسوب می‌شود. از سال ۲۰۱۳ و معرفی Apple A7، هسته‌های آرم تاکنون موفق به برابری یا شکست پردازنده‌های اپل نشده‌اند. اگرچه در سال آینده هم X1 توانایی برابری یا شکست A14 را ندارد، اما می‌توان نزدیک‌ترین رقابت را بین آن‌ها مشاهده کرد. احتمالا کوالکام اسنپدراگون ۸۷۵ از ترکیب X1 و A78 بهره خواهد برد. ازطرفی احتمالا HiSilicon توانایی استفاده از فناوری جدید را نخواهد داشت، چون TSMC اجازه‌ی تولید تراشه برای آن‌ها را ندارد. درنتیجه هواوی احتمالا در سال جاری و حتی سال آینده امکان عرضه‌ی گوشی مجهز به X1 را نخواهد داشت. ازطرفی سامسونگ به احتمال زیاد از ترکیب جدید به‌جای Exynos 990 استفاده می‌کند. در سمت مدیاتک هم هنوز نمی‌توان هیچ پیش‌بینی انجام داد. شاید آن‌ها از X1 در ترکیب با A78 در پردازنده‌ی بعدی جایگزین Dimensity 1000 استفاده کنند.