بعد ظهور بنية Armv9 الجديدة في السنة الماضية، أعلنت Arm للتو عن الجيل الثاني من معالجات Armv9، بقيادة وحدة المعالجة المركزية الرائدة الجديدة Cortex-X3، جنبًا إلى جنب مع Cortex-A715 و Cortex-A510 المنقح. بالإضافة إلى ذلك، قدمت الشركة أول وحدة معالجة رسومات رائدة على الإطلاق، Immortalis-G715، مع دعم لتتبع الأشعة على مستوى العتاد. تعمل هذه المكونات الجديدة أيضًا على تشغيل حلول Total Compute الجديدة من Arm.
سيتم العثور على كل ذلك في المنتجات التي سيتم إطلاقها في عام 2023، لذلك سوف يمر بعض الوقت قبل أن نرى هذه المعالجات في منتج استهلاكي.
محتويات المقال
Arm Cortex-X3 و Cortex-A715
أولاً، تأتي المعالجات الجديدة المستندة إلى الجيل الثاني من Armv9 مع بعض التحسينات الكبيرة في الأداء. بدءًا من Cortex-X3، وهو جزء من سلسلة Cortex-X للمعالجات المخصصة، حيث يمكن للشركاء أن يقوموا بالمشاركة لتخصيص التصميم النهائي للرقاقة. يعد Cortex-X3 بزيادة في الأداء بنسبة 25٪ مقارنة بـ Cortex-X2 في أحدث الهواتف الذكية التي تعمل بنظام أندرويد. تعد الشريحة الجديدة أيضًا أكثر كفاءة، حيث تحقق نفس المستوى من الأداء مع استخدام طاقة أقل، على الرغم من أن شركة Arm لم تتعمق في تفاصيل ذلك.
كما أنه يوفر أداء أحادي المسار أعلى بنسبة تصل إلى 34٪ مقارنة بأحدث أجهزة الكمبيوتر المحمولة التي تعمل بنظام ويندوز. يمكنك رؤية هذه المقارنة بمعالج Intel Core i7-1260P، وهو معالج بقوة 28 واط متعطش للطاقة.
بالإضافة إلى ذلك، تمت ترقية منصة DynamIQ Shared Unit (DSU-110)، ويمكن الآن زيادة حجمه إلى 12 مركزًا و 16 ميجابايت من ذاكرة التخزين المؤقت L3. يتيح ذلك مزيدًا من قابلية التوسع، لذلك يمكن تكييف معالجات Arm لكل شيء بدءًا من الهواتف وحتى أجهزة الكمبيوتر المحمولة من الفئة العليا.
يأتي Arm Cortex-A715 أيضًا مع ترقيات كبيرة، لكنه يركز في الغالب على الكفاءة. تتميز Arm بكفاءة أعلى في استخدام الطاقة بنسبة تصل إلى 20% مقارنة بمعالج Cortex-A710 السابق، والذي من المفترض أن يؤدي إلى عمر بطارية أفضل للأجهزة التي تستخدمه. من ناحية الأداء، تعد Arm بزيادة قدرها 5% مقارنة بالجيل الأخير، ويمكن أن يضاهي أداء معالج Cortex-X1 الذي تم إطلاقه في عام 2020.
أخيرًا، لا يأتي Cortex-A510 المنقح بأي تغييرات في الأداء، ولكنه قادر على توفير طاقة أكثر بنسبة 5% مقارنةً بالإصدار السابق، مما يوفر كفاءة أفضل لإطالة عمر البطارية. بالإضافة إلى ذلك، لم تعد نواة المعالج هذه تحتوي على أي دعم 32 بت، والذي كان جزءًا من خارطة طريق Arm للانتقال بشكل كامل إلى 64 بت.
Arm Immortalis-G715 و Mali-G715 و Mali-G615: تتبع الأشعة يأتي إلى الهاتف المحمول
من ناحية المعالج الرسومي، لم تكن شركة Arm راضيه عن ترقية المعالجات الرسومية الحالية في Mali. ولكن هذه المرة، نحصل على معالج رسومي رائد جديد تمامًا وهو Immortalis-G715. يعد هذا أول معالج رسومي من Arm يدعم ميزة تتبع الأشعة (Ray Tracing)، مما يجعل من الممكن بالفعل استخدامها على الهواتف المحمولة. ومع ذلك، قدمت الشركة اثنين من معالجات Mali الرسومية الجديدة، وهما Mali-G615 و Mali-G715.
إذا كنت لا تعرف ما هي تقنية ray tracing (تتبع الأشعة)، فهذه طريقة أكثر واقعية لتوليد الظلال والإضاءة في الألعاب. وذلك لأن المعالج الرسومي (GPU) يحسب بالفعل مسارات الضوء الفردية في مشهد معين، ويحاكي الطريقة التي ينتشر بها الضوء في الحياة الواقعية.
في حين أن استهلاك الطاقة والمساحة عادة ما تكون مخاوف كبيرة عندما يتعلق الأمر بتمكين تقنية تتبع الأشعة، تقوم شركة Arm أن الميزة تستخدم فقط 4% من منطقة التظليل الأساسية في Immortalis-A715، ومع ذلك فهي توفر زيادة في الأداء بنسبة 300% مقارنة بتتبع الأشعة المستند إلى السوفت وير، مثل ما تم العثور عليه في المعالج الرسومي Mali-G710 من العام الماضي.
التحسينات الأخرى متشابهة عبر المعالجات الرسومية الجديدة. تعد Arm بنسبة 15% من الأداء على مستوى architecture level alone مقارنة بالجيل السابق. تدعم جميع المعالجات الرسومية الجديدة أيضًا Variable Rate Shading (تظليل المعدل المتغير)، والذي يمكن أن يقدم تحسينات في الأداء عن طريق ضبط جودة التظليل في أجزاء مختلفة من المشهد، لذلك تركز قوة العرض على الأجزاء الأكثر أهمية في المشهد المذكور.
تروج Arm أيضًا للتحسينات التي تم إجراؤها على محرك التنفيذ و fused multiply-add (FMA)، مما أدى إلى تحسينات مضاعفة في طاقة FMA، ولكن مع زيادة بنسبة 27% فقط. تضاعف أداء ML أيضًا بفضل إضافة تعليمات Matrix Multiply. أخيرًا، فإن التحسينات التي تم إجراؤها على Command Stream Frontend تجعله أسرع من الجيل السابق. قامت شركة Arm أيضًا بتحسين level of detail (LOD) في Texture Mapper مما أدى إلى مضاعفة الإنتاجية، كما يساعد تضمين تقنية Arm Fixed Rate Compression التي ظهرت لأول مرة في Mali-G510 على توفير عرض النطاق الترددي.
بينما يتم دعم معظم الميزات عبر المعالجات الرسومية الثلاثة، إلا أن هناك اختلافات في القوة بشكل طبيعي. يحتوي Immortalis-G715 على 10 أنوية أو أكثر، بينما يحتوي Mali-G715 على 7 إلى 9 أنوية، ويحتوي Mali-G615 على 6 أنوية أو أقل.
الجيل الثاني من Arm Total Compute Solutions
كما ذكرنا أعلاه، تتحد كل هذه التقنيات معًا لإنشاء الجيل الثاني من Arm Total Computer Solutions أو TCS. هذه حلول موحدة تشمل جميع مكونات الحوسبة المطلوبة لتشغيل الجهاز، وهي متوفرة في مستويات مختلفة لاستهداف أنواع مختلفة من الأجهزة.
على سبيل المثال، هناك حلول متميزة، والتي قد تحتوي على أنوية Cortex-X3 جنبًا إلى جنب مع Cortex-A715 و Cortex-A510، بالإضافة إلى المعالج الرسومي Immortalis-G715، وتلك مخصصة للهواتف الرائدة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المكتبية. ثم هناك حلول الأداء، التي تركز على أنوية Cortex-A715 و Cortex-A510، جنبًا إلى جنب مع Mali-G715 و Mali-G615، المخصصة للهواتف الذكية من الفئة المتوسطة وأجهزة Chromebook وأجهزة التلفزيون. أخيرًا، تركز حلول الكفاءة على وحدات معالجة الرسومات Cortex-A510 ووحدات معالجة الرسومات Mali-G310 منخفضة الطاقة، وهي مخصصة للهواتف من الفئة الدنيا، والساعات الذكية، ونظارات الواقع المعزز، وما إلى ذلك.
على سبيل المثال، يمكن للحل المتميز أن يوفر أداء ألعاب أكثر بنسبة 28٪ مقارنة بالجيل الأول من Arm TCS، بالإضافة إلى تقليل حركة مرور DRAM بنسبة تصل إلى 23٪ واستهلاك طاقة بنسبة تصل إلى 16٪. يمكن أن يوفر الحل الذي يستخدم أنوية المعالج الجديد والمعالج الرسومي Mali-G715 أيضًا تحسينات كبيرة في أداء التعلم الآلي، خاصةً لميزات الكاميرا والفيديو.
تأتي حلول Arm TCS22 الجديدة أيضًا مع تحسينات أمنية عبر ثلاث طبقات: In-process security، و secure firmware upgrade، و trusted execution environment (TEE). يأتي الأمان أثناء العملية الآن مزودًا بامتداد علامات الذاكرة غير المتماثل (MTE)، بفضل معالجات Armv9 الجديدة، بالإضافة إلى PAN المحسّن للحماية من هجمات JITed code. تم أيضًا تقوية TEE من خلال التحكم في سلامة التدفق وحماية سلامة الذاكرة.
كل هذا سيأتي إلى الأجهزة التي ستعمل بمعالجات Arm في عام 2023، ونتطلع إلى أن يكون عامًا كبيرًا، مع الظهور الأول لتقنية تتبع الأشعة المستند إلى الهارد وير على الهاتف المحمول بالإضافة إلى العدد الذي تعودنا عليه من تحسينات الأداء والكفاءة في جميع المجالات.
