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ARM Cortex-X1

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ARM Cortex-X1
产品化2020
设计团队安谋控股
微架构ARM Cortex-X1
指令集架构A64, A32, and T32 (at the EL0 only)
扩展指令集ARMv8.1-A, ARMv8.2-A, cryptography, RAS, ARMv8.3-A LDAPR指令, ARMv8.4-A dot product
核心数量1–4 per cluster
一级缓存128 KiB (64 KiB I-cache with parity, 64 KiB D-cache) per core
二级缓存512–1024 KiB 每核
三级缓存512 KiB – 8 MiB (optional)
CPU主频范围至 3.0 GHz in phones and 3.3 GHz in tablets/laptops 
上代产品ARM Cortex-A77
继任产品ARM Cortex-X2
相关产品ARM Cortex-A78

ARM Cortex-X1是一个基于ARMv8.2-A64位指令集架构设计的中央处理器以及ARM内核。由安谋控股旗下奥斯汀设计中心的奥斯汀团队设计，而且是ARM Cortex-X 定制 (CXC) 计划的一部分[1][2]。

设计

ARM Cortex-X1设计基于ARM Cortex-A78，但经过重新设计，因为只是为了提高性能，因此没有考虑到性能、功耗和面积 (PPA) 的平衡。ARM表示，ARM Cortex-X1提供比ARM Cortex-A77的整数性能提高 30%和机器学习性能提高100%[3][4][5][6]。

ARM Cortex-X1拥有5条超标量乱序执行解码流水线并包含3K macro-OP（MOPs）缓存。X1每个周期可以获取5条指令和8Mops，并且每个周期可以重命名和调度8Mops和16µops（Micro-operation）。乱序执行窗口大小为224位，后端有15个执行端，流水线深度为13个阶段，执行延迟（execution latencies）为10个阶段，X1还具有4x128b SIMD单元[7][8][9][10]。

ARM Cortex-X1支持DynamIQ技术，与ARM Cortex-A78和ARM Cortex-A55结合使用时，可用作高性能大核[11][12]。

与ARM Cortex-A78的架构变化

  • 性能提升约20% (约30%（A77）)[13]
    • 整数性能提高30%
    • 机器学习性能提高100%
  • 乱序执行窗口大小已增加到 224位 ( A78有160位)
  • SIMD 单元提升到4x128b (A78有2x128b)
  • 面积增加15%
  • 5条解码流水线 (A78有4条)
  • 8 MOPs/cycle 解码缓存带宽 (A78是 6 MOPs/cycle)
  • B L1D 缓存+ 64 KB L1I缓存 ( A78是32/64 KB L1)
  • L2缓存有1MB/每核 (A78最大支持512KB/每核)
  • L3缓存有8MB (A78最大支持4MB)

对外授权

ARM Cortex-X1可作为半导体IP核授权给被许可方（例如高通和联发科），其设计使其适合与其他IP内核（例如 GPU、数字信号处理器（DSP）、显示控制器）集成到一个片上系统（SoC）中。

上市产品

参考文献

  1. ^ Introducing the Arm Cortex-X Custom program. community.arm.com. [2020-06-18]. （原始内容存档于2021-05-14） （英语）. 
  2. ^ Ltd, Arm. Cortex-X Custom CPU program. Arm | The Architecture for the Digital World. [2020-06-18]. （原始内容存档于2022-04-16） （英语）. 
  3. ^ Frumusanu, Andrei. Arm's New Cortex-A78 and Cortex-X1 Microarchitectures: An Efficiency and Performance Divergence. www.anandtech.com. [2020-06-18]. （原始内容存档于2022-04-08）. 
  4. ^ Arm Cortex-X1: The First From The Cortex-X Custom Program. WikiChip Fuse. 2020-05-26 [2020-06-18]. （原始内容存档于2022-04-03） （美国英语）. 
  5. ^ McGregor, Jim. Arm Unleashes CPU Performance With Cortex-X1. Forbes. [2020-06-18]. （原始内容存档于2022-04-03） （英语）. 
  6. ^ Arm Cortex-X1 and Cortex-A78 CPUs: Big cores with big differences. Android Authority. 2020-05-26 [2020-06-18]. （原始内容存档于2022-03-31） （美国英语）. 
  7. ^ Frumusanu, Andrei. Arm's New Cortex-A78 and Cortex-X1 Microarchitectures: An Efficiency and Performance Divergence. www.anandtech.com. [2020-06-18]. （原始内容存档于2022-04-08）. 
  8. ^ Arm Cortex-X1: The First From The Cortex-X Custom Program. WikiChip Fuse. 2020-05-26 [2020-06-18]. （原始内容存档于2022-04-03） （美国英语）. 
  9. ^ McGregor, Jim. Arm Unleashes CPU Performance With Cortex-X1. Forbes. [2020-06-18]. （原始内容存档于2022-04-03） （英语）. 
  10. ^ Arm Cortex-X1 and Cortex-A78 CPUs: Big cores with big differences. Android Authority. 2020-05-26 [2020-06-18]. （原始内容存档于2022-03-31） （美国英语）. 
  11. ^ Introducing the Arm Cortex-X Custom program. community.arm.com. [2020-06-18]. （原始内容存档于2021-05-14） （英语）. 
  12. ^ Ltd, Arm. Cortex-X Custom CPU program. Arm | The Architecture for the Digital World. [2020-06-18]. （原始内容存档于2022-04-16） （英语）. 
  13. ^ Cortex-X1 - Microarchitectures - ARM - WikiChip. en.wikichip.org. [2021-02-13]. （原始内容存档于2022-02-14） （英语）. 
  14. ^ Exynos 2100 5G Mobile Processor: Specs, Features | Samsung. Samsung Semiconductor. [2021-01-13]. （原始内容存档于2022-01-06） （英语）. 
  15. ^ Qualcomm Snapdragon 888 5G Mobile Platform | Latest 5G Snapdragon Processor | Qualcomm. www.qualcomm.com. [2021-01-13]. （原始内容存档于2021-06-01）. 
  16. ^ Amadeo, Ron. The “Google Silicon” team gives us a tour of the Pixel 6’s Tensor SoC. Ars Technica. 2021-10-19 [2022-03-26]. （原始内容存档于2021-10-19）. 
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