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Cortex-A75/A55の進化と、テクロノジーリーダーの存在の変化を考える

ARMの次世代CPU「Cortex-A75」「Cortex-A55」は,現行CPUといったい何が違うのか ~ 4gamer.net
台湾時間2017年5月29日,ARMは新世代のCPU IPコア「Cortex-A75」「Cortex-A55」と,同じく新世代となるGPU IPコア「Mali-G72」を発表した(関連記事)。
これらのうち,Mali-G72については西川善司氏がレポートしているが,Cortex-A75とCortex-A55は,果たして現行製品から何が変わるのだろうか。

[COMPUTEX]ARM,新型CPUコア「Cortex-A75,A55」と新型GPUコア「Mali-G72」を発表 ~ 4gamer.net
Cortex-A75とCortex-A55は,ARMが2017年3月に発表した新技術「DynamIQ technology」にもとづいた新しいCPUコアである。Cortex-A75は既存の「Cortex-A73」と比べて1.5倍の処理性能を有し,Cortex-A55は既存の「Cortex-A53」と比べて消費電力当たりの性能が2.5倍に向上しているとのことだ。

ソフトバンクに買収されてしまって、絶望的なARMではありますが、それ以前からきちんと開発だけは
続けてきていたのでその成果は発表されています。

それが次世代コアになるCortex-A75とCortex-A55です。
ARMのCPUコアは決して高パフォーマンスではありません。
インテルコアと比較した場合の話ですけどね。

ARMのコアはとにかく低消費電力。
性能はプアでも消費電力的に有利でした。
だから携帯機器で圧倒的に支持されたのです。

Cortex-A72/A73やA53から何が変わったのか、パフォーマンスはもちろん上がりましたが、
電力当たりの処理能力にターゲットされているようです。

特にA55は既存のA53と比べて消費電力当たりの性能が2.5倍向上しているというバケモノ級です。

これはA75とA55ではアプローチが違い、一言では語れません。
新しい機能や求められる先進機能で高速化している部分も有ります。
しかしよくよく記事を見てみると、高速化の主要部分を構築しているのは、
データのリード・ストア、分岐などでのクロック数削減といった地道な部分がメインのように思います。

いや、実際には他の機能も聞いているようには思うのですが、私にはピンときません。
A73の1サイクルあたり3命令でコードが、Cortex-A75で4命令デコードに増えているとか、
そういう先進的な部分も大いになるでしょう。

しかし、それが発揮されるのは限られたステージでのことも少なくなく、どんな場面でも
大いに効果を発揮するのはメモリへのアクセスや分岐等のベーシックな足回りの強化です。
どれだけ先進的な機能を搭載し、1サイクル10命令でコードをやってのけても、
キャッシュのミスヒット一つで数百サイクル、数千サイクルのペナルティーを食らっていたら、
何の意味もないのです。

実際にL1キャッシュにヒットしても、読み書きでそれなりの遅延が有ったりするプロセッサも
古くは多くありました。それはペナルティーではなく、通常遅延でです。レイテンシなんて
カッコいい言葉でごまかされますが、しれっと正常に遅延していることは普通に有ります。

増してやL3キャッシュのミスヒットなんて有ろうものなら、L1キャッシュサーチ>L1ミスヒット>
L2キャッシュサーチ>L2ミスヒット>L3キャッシュサーチ>L3ミスヒット>DRAMブロック転送
などと遅いRAMや転送バスを搭載した機種だと下手すれば数千サイクルレベルの
ペナルティーを受けることになります。たった一バイトのデータのミスヒットであっても、
これだけのペナルティーを受けることもあり得ます。でも誰もここには触れません。

私が大事にしたいのは「正常動作できなかった時の性能」であり、A75やA55はそういう時に
でも効果のある高速化をしているように感じます。

いや、詳しく仕様書を見ないと本当にそこに手が入っているのかまでは分かりません。
あくまで紹介記事を見て、それに効果のある最適化がなされているのではないかと
感じたので書いてみたというだけですので、お間違いのないよう。


かつてのCISC/RISCとCPUが積極的に分類されていた時代には、コンピューターの
先進部隊と言えば、スーパーコンピューターでした。

スーパーコンピューターで開発された技術が、数年後にはPC向けのCPUに降りてくる。
そんな時代が有ったのです。

しかし今のスーパーコンピュータは、汎用のインテルチップを超並列で稼働させているだけの
ものがほぼ主流で、日本が行っているNECのSXシリーズや、富士通のKコンピュータのような
「真面目に設計している」所はほぼなくなってしまいました。

これはIBMがBlue Geneを発表した頃からこの流れになったように思います。
Blue GeneはIBMのPowerPCを採用した超並列型のスーパーコンピュータです。
ここからインテルチップを使った超並列ものの時代が幕空けました。

それと同時に、スーパーコンピュータ向けに新しい技術が開発されることがだんだんと
減っていったように思います。

それが転じて、今のインテルやARMのような個人向けのプロセッサに降ってくる物が
なくなりつつあると。勿論皆無ではないでしょうけど。

かつてのレジスタリネームや、アウトオブオーダー等、今では当たり前になった
様々な技術も、かつてのスーパーコンピュータ時代に生み出されたものです。

そういった革新的なものは自力で生み出していくしかないのですよね。
その裏側が実はロードストアや分岐等の最適化を行った高性能化という、
極めて足回りの基本的な部分の強化という最適化を生み出したのかなという
ことを思い浮かべておりました。

いや、この辺り勝手な想像です。
でもそんな印象がぬぐえません。

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  1. 2017/07/22(土) 19:32:09|
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