a77架构 麒麟990的最大遗憾！ARM Cortex-A77架构到底好在哪？

华为最新发布的麒麟990系列，无疑是2019年最火的旗舰SoC。TSMC的7nm+EUV工艺，原生集成5G基带，双核大核NPU+单微核NPU，ISP5.0等新特性，让这款芯片的综合实力超过了高通最强的Snapdragon 855 Plus，也只有明年上市的骁龙865能第一时间打起来。

然而，麒麟990系列最大的遗憾是使用了麒麟980的Cortex-A76和Mali-G76架构的CPU和GPU，而以三星Exynos 980、骁龙865和联发科5G SoC为代表的新产品将采用ARM最新的Cortex-A77和Mali-G77架构。

那么作为ARM在2019年5月刚刚发布的一款新的CPU/GPU架构，Cortex-A77和Mali-G77做了哪些改动？

ARM的年度迭代策略

ARM每年都会发布新一代IP。

比如2016年发布的Cortex-A73，2017年发布的Cortex-A75/A55，2018年带来的Cortex-A76。

2019年，ARM再次推出全新的Cortex-A77 CPU架构。结合马里-G77 GPU，能给智能手机带来哪些改变？

Cortex-A77 CPU解读

在阅读Cortex-A77之前，我们需要回顾一下它的两个前辈，以便更好地理解这种全新的CPU架构。

站在巨人的肩上

近年来，Cortex-A75和Cortex-A76在ARM的CPU架构更新上非常具有历史意义。

其中Cortex-A75引入了基于big的DynamIQ技术。LITTLE，最大化了架构的灵活性和可扩展性，使得2+6、3+5、1+7的组合成为可能，效率更高。

同时，升级到Cortex-A55架构的“小核”也不再是性能弱的代名词。当不同数量的小核和大核匹配时，可以实现相对完美的能量和功率平衡。

作为Cortex-A73和A75的继任者，Cortex-A76采用全新构建的CPU微体系结构，并与TSMC的7纳米工艺技术合作，带来ARM历史上最大的性能和效率。飞跃-Snapdragon 855相比Snapdragon 845和麒麟980相比麒麟970 CPU性能提升40%以上，同时电池续航时间也有所延长

用ARM的话来说，Cortex-A76是“笔记本电脑”级别的高性能处理器架构，它也有很高的性能。高通“Snapdragon笔记本”的主旋律“永远互联的PC”的概念，就是这种优势的体现。

ARM最新发布的Cortex-A77，代号“恐惧之神戴莫斯”，采用了从A76继承的CPU微架构，并在此基础上进行了优化，最终实现了更高的IPC性能提升。可以说A77架构是站在巨人肩膀上的迭代之作，性能自然值得期待。

性能再次提高

因为Cortex-A77继承了A76的微体系结构，所以两代内核在设计上有很多相似之处。用ARM的话说，芯片供应商可以在构建核心时轻松升级SoC的IP设计，而不需要花费太多的经验和成本，从而缩短开发周期。

与Cortex-A76相比，A77内核前端具有更高的读取带宽，分支预测器的目标缓冲容量提高了33%，从而减少了分支的误判，提高了预测精度。

同时，A77还带来了全新的Macro-Op缓存结构，增加了一个额外的整数ALU，并增加了一个名为“系统感知预取”的功能，可以避免对共享缓存造成不必要的影响，提高整体系统性能。

ARM发布的数据显示，在使用同样的7nm工艺技术，以3GHz频率运行时，新款Cortex-A77的内存带宽提高了20%，SPEC int2006和Geekbench 4提高了20%，浮点固定性能比之前的Cortex-A76提高了30%。

在智能手机领域，网页浏览恰好是测试浮点运算的杀手级应用，A77浮点性能的大幅提升应该会进一步提升实际体验。参照Snapdragon 855和麒麟980目前的性能，Cortex-A77的CPU性能应该足以超过苹果A12，有望与苹果未发布的A13和三星下一代自制猫鼬M5内核一较高下。

了解马里-G77 GPU

你很惊讶ARM Cortex-A77相比其前身A76有20%~25%的IPC性能提升，能耗不变。其实ARM最新的马里-G77 GPU比之前的有了更多的改进。

新建筑的诱惑

相比高通和苹果SoC集成的GPU，ARM自带的马里系列GPU一直处于不温不火的状态。如果不是ARM的“儿子”，其影响力可能不如PowerVR系列GPU。

为了弥补其GPU在图形领域的遗憾，ARM Mali-G77放弃了在从Mali-G71到G76的“双头”架构上缝纫修补的策略，转而采用支持全新ISA总线和计算核心设计的新一代架构“Valhall”，为AI操作设计了独立的单元，重点增强抗混叠、高分辨率和AI辅助计算的性能，可以更好的适应。

ARM官方数据显示，马里-G77比马里-G76性能和能效提升30%，AI性能提升60%，每平方毫米性能是G76的1.4倍。

与早期的马里-G72相比，马里-G77的功耗也降低了50%。当然这个耗电部分也不用太在意。毕竟马里-G72搭配10nm工艺，马里-G77即将采用最新的第二代7nm EUV工艺，所以功耗下降是必然的。

换句话说，马里-G77终于有了和高通855集成的肾上腺素640 GPU竞争的本质。而ARM Mali系列GPU的性能能否发挥几何作用，最终取决于芯片供应商为其提供多少计算内核。比如麒麟980，三星Exynos 9820，麒麟990都集成了Mali-G76，但是麒麟980只为他们准备了10个计算核心，也就是Mali-G76MP10，Exynos 9820使用了12个计算核心。也就是Mali-G76MP12，而麒麟990搭载的是Mali-G76MP16，有16个计算内核，所以后者在3D性能方面更占优势。

此外，马里-G77将面临的竞争对手将升级为骁龙865和苹果A13，他们的GPU只会更强。马里-G77哪个好，哪个差？我们必须等待时间来验证。