A Samsung az elmúlt év legvégén mutatta be a Samsung Exynos 8890-es rendszerchipet, ami elsőként vetette be a vállalat saját tervezésű, M1 nevű processzormagját. Erről a cég az idei Hot Chips alkalmával bővebben beszélt, így megtudhattuk a műhelytitkokat.
Az M1 fejlesztését a Samsung 2013 körül kezdhette el, legalábbis erről árulkodik az, hogy a mag megszületéséhez 3 év kellett. A koncepció egy olyan négymagos dizájn volt, ami a megjelenéskor a kategóriájában a legjobb lehet, miközben magas, 2,6 GHz-es turbó órajelet érhet el egy mag, és ilyen körülmények között nem fogyaszt többet 3 wattnál. Ez tulajdonképpen teljesült is.
[+]
Ami a belsőségeket illeti az M1 egy ARMv8-A architektúrára épülő mag, nyolcutas dizájnnal, és az ARM saját magjaihoz képest a Samsung az M1 legfőbb fegyverének az elágazásbecslésért felelős rendszert tartja, ami egy ciklus alatt két becslést képes megoldani. A megfelelő becslés nyilván egy fontos tényező, hiszen ha rossz irányba fut tovább az elágazás, akkor igen sok elvesztegetett idő azt helyreállítani, és megkezdeni a jó irányt.
[+]
Az integer rész hét feldogozóportot kínál, mindegyikhez különálló ütemezővel. Ezek között három ALU található, amelyek közül egy képes szorzást és osztást is végezni. A lebegőpontos rész mögött egy FMAC és egy FADD egység rejtőzik, közös ütemezővel, és ezek végzik a SIMD utasítások futtatást is. Az M1 mag emellett 15-17 lépcsős futószalaggal rendelkezik, valamint az OOO logikát használ, amivel a beérkező feladatok sorrendtől függetlenül is végrehajthatók.
[+]
Az M1 mag 64 kB-os L1 utasítás és 32 kB-is L1 adat gyorsítótárat alkalmaz. Ráadásul érdekes adat, hogy utóbbi rendkívüli tévesztéseinek maximális száma elérheti a 8-at, vagyis a végrehajtás felfüggesztésére viszonylag ritkán lesz szükség. A 2 MB-os L2 gyorsítótár négy mag között van megosztva, és 22 ciklus a késleltetése.
[+]
A Samsung mérései szerint az M1 2,3 GHz-en a legtöbbször gyorsabb a 2,1 GHz-es órajelen üzemelő ARM Cortex-A57-nél, de ennél sokkal fontosabb, hogy az energiahatékonysága lényegesen jobb. Tekintve, hogy utóbbi a kiemelt szempont az ultramobil piacon, az M1 igen jó kezdetnek tekinthető a Samsung háza táján.
