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ARMs starke Smartphone-Rechenkerne bald nur mit 64-Bit Update

| Christof Windeck

Leistungsfähige ARM-Kerne für Smartphones, Tablets und Notebooks sind bald reine 64-Bitter; 2021 kommt "Matterhorn" für die Cortex-A-Reihe, 2022 Makalu.

ARM-Rechenkerne der Cortex-A- und Cortex-X-Familien stoßen in immer höhere Leistungsbereiche vor. Denn ARM will außer Smartphones auch Notebooks erobern und mit den Neoverse-Kernen zudem Server. ARMs leistungsstarke "Big Cores" sollen ab dem für 2022 geplanten "Makalu" reine 64-Bitter sein, die 32-Bit-Kompatibilität gibt ARM auf.

Gleichzeitig erinnert ARM auf der hauseigenen Entwicklerveranstaltung DevSummit 2020 an den bereits 2019 erwähnten "Matterhorn"-Kern, der 2021 kommen soll.

[Update:] Makalu soll im Vergleich zum Cortex-A78 rund 30 Prozent mehr Integer-Rechenleistung pro Kern liefern. Für den im Mai 2020 vorgestellten Cortex-A78 wiederum stellt ARM die 2,5-fache Rechenleistung des Cortex-A73 aus dem Jahr 2016 in Aussicht. [/Update]

ARM bezieht sich dabei auf Schätzwerte in der Benchmark-Suite SPEC CPU 2006. Welcher Anteil der Performance-Steigerung auf eine höhere (Turbo-)Taktfrequenz entfällt, bleibt offen.

Außerdem können SoC-Entwickler dem Matterhorn Matrix-Multiply-(MatMul-)Einheiten auf den Weg geben, um Machine-Learning-(ML-/KI-)Software zu beschleunigen. Ebenfalls neu bei Matterhorn ist die Memory Tagging Extension (MTE aus ARMv8.5-A), die Malware-Angriffe über Speicherschutzverletzungen erschweren soll.

ARM: Cortex-A-Roadmap bis 2022
Name Codename Vorstellungsjahr SoCs mit diesem Kern (Auswahl)
(noch unbekannt) Makalu 2022 noch keine
(noch unbekannt) Matterhorn 2021 noch keine
Cortex-X1 [1] Hera 2020 noch keine
Cortex-A78 [2] Hercules 2020 Nvidia Orin [3] (2022)
Cortex-A77 [4] Deimos 2019 Qualcomm Snapdragon 865 [5] (Kryo 585), 690 [6], Mediatek Dimensity 1000 [7]
Cortex-A76 [8] Enyo 2018 Qcom Snapdr. 855 [9], 8cx, 675, 730 (Kryo 485), 765 [10] (Kryo 475), Mediatek Helio G90, Huawei Kirin 980/990 [11], Samsung Exynos 990 [12]
Cortex-A75 [13] Prometheus 2017 Qcom Snapdr. 845 [14]/850 (Kryo 385), Samsung Exynos 9820 [15]
Cortex-A73 [16] Artemis 2016 Mediatek Helio X30, Huawei Kirin 960/970 [17], Amlogic S922X
Cortex-A72 [18] Maya 2015 Qcom Snapdr. 650 [19], Broadcom BCM2711 (Raspberry Pi 4) [20], Rockchip RK3399 [21], NXP i.MX8 [22], OP1 [23] und viele weitere
Cortex-A57 [24] Atlas 2012 Qcom Snapdr. 808/810 [25], Nvidia Tegra X1 [26]/X2, Samsung Exynos 7 [27]
Cortex-A53 [28] Apollo 2012 Qcom Snapdr. 410 [29]/420/430/615 [30]/620, Allwinner A64 [31], Broadcom BCM2837 [32], Kirin 620, Mediatek MT67x

Vermutlich zielt Matterhorn, der noch keine "Cortex-A"-Bezeichnung hat, auf Systems-on-Chip aus der 5-Nanometer-Fertigung, die bei TSMC bereits läuft (Apple A14).

Wann Matterhorn in Smartphones auftauchen wird, ist aber fraglich. Denn bisher wurde etwa noch kein SoC mit dem schon im Mai angekündigten Cortex-X1 [33] vorgestellt, der mit dem Cortex-A78 verwandt ist. Letzteren will Nvidia im Automotive-SoC Drive AGX Orin [34] nutzen, das aber erst 2022 auf die Straße kommt.

Mehr von c't Magazin Mehr von c't Magazin [35]

Matterhorn bildet auch das Fundament für die nächste ARM-Server-Kerngeneration Neoverse N2 alias Perseus, die ARM bereits angekündigt hat [36]. Makalu dürfte dann auch im "Neoverse N-next" (vermutlich Neoverse N3) aka Poseidon stecken. (ciw [37])


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[1] https://www.heise.de/news/Mobilprozessoren-ARM-bringt-neue-CPU-und-GPU-Kerne-fuer-High-End-Smartphones-4766260.html
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[3] https://www.heise.de/news/Autonomes-Fahren-Nvidia-bringt-Kombiprozessor-Orin-mit-Next-Gen-GPU-4619375.html
[4] https://www.heise.de/news/Mehr-Power-fuer-die-Smartphone-Generation-2020-ARM-Cortex-A77-und-Mali-G77-4432924.html
[5] https://www.heise.de/news/Qualcomm-Snapdragon-865-Erste-Messwerte-zeigen-teils-grosses-Leistungsplus-4615676.html
[6] https://www.heise.de/news/Qualcomm-Snapdragon-690-Neuer-Smartphone-Chip-mit-5G-fuer-die-400-Euro-Klasse-4781993.html
[7] https://www.heise.de/news/SoC-Hersteller-MediaTek-findet-Schummeln-in-Smartphones-Benchmarks-normal-4700757.html
[8] https://www.heise.de/news/ARM-CPU-fuer-Windows-Notebooks-Cortex-A76-4062931.html
[9] https://www.heise.de/news/Snapdragon-855-Schrittweise-ins-5G-Zeitalter-4244450.html
[10] https://www.heise.de/news/Smartphone-Prozessor-Qualcomm-Snapdragon-768G-fuer-flotte-Mittelklasse-Geraete-4718744.html
[11] https://www.heise.de/news/Kirin-990-Huaweis-erster-Spitzen-Smartphone-Chip-mit-integriertem-5G-4515563.html
[12] https://www.heise.de/news/Exynos-990-Samsungs-Highend-Prozessor-fuers-naechste-Galaxy-S-Smartphone-4567482.html
[13] https://www.heise.de/select/ct/2017/14/1499374843518083
[14] https://www.heise.de/news/Qualcomm-Snapdragon-845-mit-30-Prozent-Plus-und-Secure-Processing-Unit-3912240.html
[15] https://www.heise.de/news/Samsung-Exynos-9825-Samsung-fertigt-den-ersten-Prozessor-mit-EUV-Technik-4490296.html
[16] https://www.heise.de/news/ARM-Cortex-A73-und-Mali-G71-versprechen-mehr-Leistung-3222221.html
[17] https://www.heise.de/news/Kirin-970-Huaweis-neuer-Smartphone-Chip-mit-KI-Prozessor-3820532.html
[18] https://www.heise.de/news/Cortex-A72-ARMs-zweite-64-Bit-Generation-2538191.html
[19] https://www.heise.de/news/Vier-weitere-64-Bit-Mobilprozessoren-von-Qualcomm-2553230.html
[20] https://www.heise.de/ratgeber/Durchleuchtet-Das-Prozessor-Innenleben-des-Raspberry-Pi-4-im-Detail-4519672.html
[21] https://www.heise.de/news/Bastelrechner-NanoPC-T4-und-ROCKPro64-Mehr-Raspi-Konkurrenz-mit-Rockchip-4061580.html
[22] https://www.heise.de/news/Librem-5-Purisms-freies-Smartphone-erreicht-Crowdfunding-Ziel-3854745.html
[23] https://www.heise.de/news/Google-kaempft-mit-neuen-Chromebooks-um-den-Bildungs-IT-Markt-3644503.html
[24] https://www.heise.de/news/ARM-stellt-64-Bit-Prozessorkerne-Cortex-A53-und-A57-vor-1740587.html
[25] https://www.heise.de/news/Qualcomm-64-Bit-Prozessor-fuer-Highend-Smartphones-2165140.html
[26] https://www.heise.de/news/CES-Nvidia-Tegra-X1-mit-Maxwell-GPU-fuer-Autos-statt-Smartphones-2508166.html
[27] https://www.heise.de/news/Galaxy-Note-5-Samsungs-neues-Phablet-nicht-in-Deutschland-2778820.html
[28] https://www.heise.de/news/ARM-stellt-64-Bit-Prozessorkerne-Cortex-A53-und-A57-vor-1740587.html
[29] https://www.heise.de/news/Qualcomm-64-Bit-SoCs-fuer-Smartphones-kommen-2014-2063407.html
[30] https://www.heise.de/news/Qualcomms-Snapdragon-Acht-Kerne-und-64-Bit-fuers-Handy-2122275.html
[31] https://www.heise.de/news/Linux-auf-dem-Handy-Neuer-Anlauf-mit-dem-Pinephone-4696682.html
[32] https://www.heise.de/news/Raspberry-Pi-3-mit-ARMv8-ist-da-3119692.html
[33] https://www.heise.de/news/Mobilprozessoren-ARM-bringt-neue-CPU-und-GPU-Kerne-fuer-High-End-Smartphones-4766260.html
[34] https://www.heise.de/news/Autonomes-Fahren-Nvidia-bringt-Kombiprozessor-Orin-mit-Next-Gen-GPU-4619375.html
[35] https://www.heise.de/ct/
[36] https://www.heise.de/news/Starker-Rechenkern-fuer-Server-ARM-Neoverse-V1-mit-SVE-4909062.html
[37] mailto:ciw@ct.de