ARM的年度迭代策略 ARM Cortex-A77架构好在哪里
华为最新发布的麒麟990系列无疑是2019年度最热的旗舰级soc，台积电7nm+euv工艺、原生集成5g基带、双大核npu+单微核npu（麒麟990 5g版）、isp5.0等全新特性，让这颗芯片的综合实力超过了高通最强的骁龙855 plus，只有明年上市的骁龙865才能一战。
然而，麒麟990系列最大的遗憾就是沿用了麒麟980的cortex-a76和mali-g76架构的cpu和gpu，而以三星exynos 980、骁龙865、联发科5g soc为代表的新品都将采用arm最新推出的cortex-a77和mali-g77架构。
那么，作为arm在2019年5月才刚刚发布的全新cpu/gpu架构，cortex-a77和mali-g77到底有了哪些改变？
arm的年度迭代策略
arm每年都会发布新一代的ip（内核授权）。
比如2016年发布的cortex-a73（麒麟970、helio x30和骁龙835）、2017年发布的cortex-a75/a55（骁龙845）、2018年带来的cortex-a76（麒麟980、骁龙855）。
2019年，arm再次祭出了全新的cortex-a77 cpu架构，结合同步升级的mali-g77 gpu，它们可以为智能手机带来哪些变化？
解读cortex-a77 cpu
在解读cortex-a77之前，我们需要先来回顾一下它的两个前辈，如此才能更好地了解这个全新的cpu架构。
站在巨人的肩膀上
在arm近些年的cpu架构更新中，cortex-a75和cortex-a76都是极具历史地位的。
其中，cortex-a75在big.little的基础上引入了dynamiq技术，最大限度提升了架构的灵活性与扩展性，让2（大核，即a75）+6（小核）、3+5、1+7这种更高效大小核的组合变成了可能。
同时，同步升级到cortex-a55架构的“小核”也不再是性能孱弱的代名词，当不同数量的小核和大核搭配后，可以达到一个相对完美的（性）能（功）耗平衡。
作为cortex-a73和a75的接班人，cortex-a76采用从零开始、全新打造的cpu微架构（基于armv8.2 指令集设计），并与台积电7nm制程工艺强强携手，带来了arm史上最大的性能和效率的飞跃——骁龙855较之骁龙845、麒麟980较之麒麟970都有着超过40%的cpu性能提升，同时电池寿命也有所延长。
用arm的话来说，cortex-a76是一款“笔记本电脑”级别的高性能处理器架构，同时还具有高效能，高通“骁龙牌笔记本”主打的“always connected pcs”概念就是这一优势的表现所在。
arm最新发布的cortex-a77，其代号为“deimos（戴莫斯，畏惧之神），采用了和a76一脉相传的cpu微架构，并在其基础上进行了一定的优化，并最终获得了更高的ipc性能提升。可以说，a77架构是站在“巨人肩膀”上的迭代之作，其性能自然值得期待。
再度提升的性能
由于cortex-a77继承了源自a76的微架构，所以两代核心在设计上存在很多共性。用arm的话来说，就是芯片供应商（如高通、联发科等）在构建核心时可以非常容易地升级soc的ip设计，不会花费太多经历和成本，从而缩短了开发周期。
和cortex-a76相比，a77核心的前端拥有更高的读取带宽，分支预测器的目标缓冲容量提升了33%，从而降低了分支的误判，提高了预测精度。
同时，a77还带来了全新的macro-op缓存结构，添加了额外的整数alu，新增了一个名为“系统感知预取”的功能，可避免不必要地冲击共享缓存，从而提高整体系统性能。
根据arm公布的数据来看，在同样使用7nm制程工艺、同样运行在3ghz频率下时（仅限于理论，实际量产的旗舰soc主频多在2.6ghz~2.8ghz之间），新的cortex-a77比起前代的cortex-a76，内存带宽提升了20%、在spec int2006和geekbench 4有着20%的性能提升，浮点定性能则有30-35%的提升。
在智能手机领域，网页浏览是恰巧是考验浮点运算的杀手级应用，所以a77浮点性能的大幅提升应该可以进一步提升实际体验。参考当前骁龙855和麒麟980的表现，cortex-a77的cpu性能应该足以超过苹果a12，并有望和苹果还未发布的a13以及三星的下一代自研猫鼬m5核心竞争。
了解mali-g77 gpu
你被arm cortex-a77较前辈a76有着20%~25%的ipc性能提升且能耗保持不变惊到了？实际上，arm最新的mali-g77 gpu较前辈提升的幅度更大。
全新架构的诱惑
与高通和苹果soc集成的gpu相比（如adreno gpu），arm自家的mali系列gpu一直处于不温不火的状态，如果不是arm的“亲儿子”，其影响力可能还不如powervr系列gpu。
为了弥补自家gpu在图形领域的遗憾，arm mali-g77放弃了从mali-g71到g76始终在“bifrost”架构上缝缝补补的策略，而是改用了名为“valhall”的新一代架构，其支持全新的isa总线和计算核心设计，针对ai运算设计了独立的单元，着重增强了抗锯齿、高分辨率以及ai辅助计算方面的性能，可以更好地适配未来4k分辨率的屏幕以及支持hdr游戏的顶级设备和标准。
根据arm的官方数据显示，mali-g77较之mali-g76可以提升30%的性能和能效，ai性能更是提升了60%，每平方毫米的性能是g76的1.4倍。
和更早期的mali-g72相比，mali-g77的功耗还下降了50%。当然，这个功耗部分大家不必太过在意，毕竟与mali-g72搭配的还是10nm工艺，而mali-g77即将用上最新的第二代7nm euv工艺，功耗下降是必然的。
换句话说，mali-g77终于有了和高通855集成的adreno 640 gpu抗衡的底蕴。但是，arm mali系列gpu性能到底可以发挥几何，最终还得看芯片供应商为其配备多少计算核心，比如麒麟980、三星exynos 9820和麒麟990都集成了mali-g76，但麒麟980只为其准备了10个计算核心，也就是mali-g76mp10，exynos 9820用上了12个计算核心，即mali-g76mp12，而麒麟990则配备了16个计算核心的mali-g76mp16，所以就3d性能而言还是后者更占优势。
此外，mali-g77即将面对的竞争对手，也将升级到骁龙865和苹果a13，这些对手的gpu只会更强，届时它们和mali-g77相比孰优孰劣？还得等时间来验证。
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那么，作为arm在2019年5月才刚刚发布的全新cpu/gpu架构，cortex-a77和mali-g77到底有了哪些改变？
arm的年度迭代策略
arm每年都会发布新一代的ip（内核授权）。
比如2016年发布的cortex-a73（麒麟970、helio x30和骁龙835）、2017年发布的cortex-a75/a55（骁龙845）、2018年带来的cortex-a76（麒麟980、骁龙855）。
2019年，arm再次祭出了全新的cortex-a77 cpu架构，结合同步升级的mali-g77 gpu，它们可以为智能手机带来哪些变化？
解读cortex-a77 cpu
在解读cortex-a77之前，我们需要先来回顾一下它的两个前辈，如此才能更好地了解这个全新的cpu架构。
站在巨人的肩膀上
在arm近些年的cpu架构更新中，cortex-a75和cortex-a76都是极具历史地位的。
其中，cortex-a75在big.little的基础上引入了dynamiq技术，最大限度提升了架构的灵活性与扩展性，让2（大核，即a75）+6（小核）、3+5、1+7这种更高效大小核的组合变成了可能。
同时，同步升级到cortex-a55架构的“小核”也不再是性能孱弱的代名词，当不同数量的小核和大核搭配后，可以达到一个相对完美的（性）能（功）耗平衡。
作为cortex-a73和a75的接班人，cortex-a76采用从零开始、全新打造的cpu微架构（基于armv8.2 指令集设计），并与台积电7nm制程工艺强强携手，带来了arm史上最大的性能和效率的飞跃——骁龙855较之骁龙845、麒麟980较之麒麟970都有着超过40%的cpu性能提升，同时电池寿命也有所延长。
用arm的话来说，cortex-a76是一款“笔记本电脑”级别的高性能处理器架构，同时还具有高效能，高通“骁龙牌笔记本”主打的“always connected pcs”概念就是这一优势的表现所在。
arm最新发布的cortex-a77，其代号为“deimos（戴莫斯，畏惧之神），采用了和a76一脉相传的cpu微架构，并在其基础上进行了一定的优化，并最终获得了更高的ipc性能提升。可以说，a77架构是站在“巨人肩膀”上的迭代之作，其性能自然值得期待。
再度提升的性能
由于cortex-a77继承了源自a76的微架构，所以两代核心在设计上存在很多共性。用arm的话来说，就是芯片供应商（如高通、联发科等）在构建核心时可以非常容易地升级soc的ip设计，不会花费太多经历和成本，从而缩短了开发周期。
和cortex-a76相比，a77核心的前端拥有更高的读取带宽，分支预测器的目标缓冲容量提升了33%，从而降低了分支的误判，提高了预测精度。
同时，a77还带来了全新的macro-op缓存结构，添加了额外的整数alu，新增了一个名为“系统感知预取”的功能，可避免不必要地冲击共享缓存，从而提高整体系统性能。
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全新架构的诱惑
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此外，mali-g77即将面对的竞争对手，也将升级到骁龙865和苹果a13，这些对手的gpu只会更强，届时它们和mali-g77相比孰优孰劣？还得等时间来验证。
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