ARM Cortex-A78

El ARM Cortex-A78 es una unidad central de procesamiento que implementa el conjunto de instrucciones ARMv8.2-A de 64 bits diseñado por el centro de Austin de ARM Ltd. ^{[ 1 ]}

El ARM Cortex-A78 es el sucesor del ARM Cortex-A77 . Puede combinarse con las CPU ARM Cortex-X1 y/o ARM Cortex-A55 en una configuración DynamIQ para ofrecer rendimiento y eficiencia. ARM Limited también afirma que esta CPU ahorra hasta un 50 % de energía en comparación con su predecesora. ^{[ 2 ]}

El Cortex-A78 es un diseño superscalar de decodificación fuera de orden de 4 vías con una caché de macro-operaciones (MOPs) de 1,5 KB. Puede obtener 4 instrucciones y 6 MOPs por ciclo, y renombrar y despachar 6 MOPs y 12 μops por ciclo. El tamaño de la ventana fuera de orden es de 160 entradas y el backend tiene 13 puertos de ejecución con una profundidad de pipeline de 14 etapas, y las latencias de ejecución constan de 10 etapas. ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]}

El procesador está construido sobre una hoja de ruta estándar Cortex-A y ofrece un chipset de 2,1  GHz ( 5 nm ), lo que lo hace mejor que su predecesor en los siguientes aspectos:

• Rendimiento un 7% superior
• 4 % menos de consumo de energía
• Un 5 % más pequeño, lo que significa un 15 % más de área para un clúster de cuatro núcleos, GPU adicional y NPU.

También se ofrece una escalabilidad ampliada con soporte adicional de Dynamic Shared Unit para DynamIQ en el chipset. Una caché  L1 más pequeña de 32 KB, en comparación con la configuración de 64 KB, es opcional. Para compensar esta menor memoria L1, el predictor de bifurcaciones es más eficaz para cubrir patrones de búsqueda irregulares y es capaz de seguir dos bifurcaciones tomadas por ciclo, lo que reduce los fallos de caché L1 y ayuda a ocultar las burbujas de la tubería para mantener el núcleo bien abastecido. La tubería es un ciclo más larga que la del A77, lo que garantiza que el A78 alcance una frecuencia de reloj objetivo de alrededor de 3 GHz. El A78 tiene un diseño de 6 instrucciones por ciclo.  

ARM también introdujo una segunda unidad de multiplicación de enteros en la unidad de ejecución y una unidad de generación de direcciones de carga (AGU) adicional para aumentar tanto la carga de datos como el ancho de banda en un 50 %. Otras optimizaciones del chipset incluyen instrucciones fusionadas ^{[ 5 ]} y mejoras de eficiencia en los planificadores de instrucciones, las estructuras de renombrado de registros y el búfer de reordenamiento .

La caché L2 está disponible hasta 512  KB y tiene el doble de ancho de banda para maximizar el rendimiento, mientras que la caché L3 compartida está disponible hasta 4  MB, el doble que las generaciones anteriores. Una Unidad Compartida Dinámica (DSU) también permite una configuración de 8  MB con el ARM Cortex-X1 . ^{[ 3 ] [ 4 ] [ 2 ] [ 6 ]}

El Cortex-A78 está disponible como núcleo SIP para los licenciatarios, mientras que su diseño lo hace adecuado para la integración con otros núcleos SIP (por ejemplo, GPU , controlador de pantalla , DSP , procesador de imágenes , etc.) en un solo chip que constituye un sistema en un chip (SoC).

El Cortex-A78 se utilizó por primera vez en el SoC Samsung Exynos 2100, presentado en noviembre y diciembre de 2020 respectivamente. ^{[ 9 ] [ 10 ]} El núcleo personalizado Kryo 680 Gold utilizado en el SoC Snapdragon 888 se basa en la microarquitectura Cortex-A78. ^{[ 11 ] [ 12 ]} El Cortex-A78 también se utiliza en las series MediaTek Dimensity 1200 y 8000. El dispositivo también se utiliza en las DPU BlueField -3 y 3X de Nvidia , y en los HiSilicon Kirin 9000s , lanzados en agosto de 2023.

El Cortex-A78C se utiliza en el SoC T239 de Nvidia que alimenta la Nintendo Switch 2. ^{[ 13 ]}

• ARM Cortex-X1 , microarquitectura de alto rendimiento relacionada
• ARM Cortex-A77 , predecesor
• Comparación de núcleos ARMv8-A , familia ARMv8