O que é Arm big.LITTLE? Entenda quais CPUs têm essa arquitetura
O que é Arm big.LITTLE? Entenda quais CPUs têm essa arquitetura
big.LITTLE é uma tecnologia da Arm que combina até três tipos de núcleos (big, LITTLE e CXC) para oferecer alto desempenho de CPU consumindo menos bateria em celulares, computadores e outros dispositivos.
Qualcomm Snapdragon 8 Gen 2 (Imagem: Giovanni Santa Rosa / Tecnoblog)
ÍndiceComo funciona um processador Arm com big.LITTLE?O que é um núcleo de CPU de alto desempenho?O que é um núcleo de CPU de eficiência?O que é um núcleo CXC (Cortex-X Custom)?O que é big.LITTLE com Arm DynamIQ?Quais as vantagens do big.LITTLE em processadores?Quando o big.LITTLE foi lançado pela Arm?Quais chips têm arquitetura big.LITTLE?Existe processador da Intel com big.LITTLE?
Como funciona um processador Arm com big.LITTLE?
Processadores Arm com big.LITTLE combinam tipos diferentes de núcleos de CPU em um único SoC (System-on-a-Chip), formando uma arquitetura heterogênea.
Os núcleos “LITTLE“ são projetados para eficiência máxima de energia em tarefas de baixa intensidade, como envio de e-mail e reprodução de música. Os núcleos “big” fornecem desempenho sustentado de CPU para processamento de alta intensidade, como em jogos ou navegação na web.
O sistema operacional distribui as tarefas entre os núcleos “big“ ou “LITTLE”. Os núcleos são agrupados em clusters e se comunicam entre si através de uma interconexão que permite transferir dados de forma contínua.
O que é um núcleo de CPU de alto desempenho?
O núcleo “big” é otimizado para equilibrar desempenho e eficiência energética. A Arm consegue isso através do pipeline, isto é, da maneira como o processamento é organizado em estágios.
Núcleos “big“ possuem um pipeline com execução fora-de-ordem (out-of-order), ou seja, podem reordenar as instruções do processador de forma dinâmica, evitando gargalos no desempenho.
Existem as seguintes famílias de núcleos “big”:
Cortex-A72x (Cortex-A720)
Cortex-A71x (Cortex-A710, Cortex-A715)
Cortex-A7x (Cortex-A73, Cortex-A75, Cortex-A76, Cortex-A77, Cortex-A78)
O que é um núcleo de CPU de eficiência?
O núcleo “LITTLE” é projetado para o máximo de eficiência energética. Sua principal característica é o pipeline com execução na ordem (in-order), ou seja, o processamento das instruções é realizado em uma ordem predefinida e, se uma delas demorar muito, isso atrasa todas as outras na fila.
Núcleos “LITTLE“ geralmente têm frequência (clock) menor que núcleos “big”, o que ajuda a reduzir o consumo de energia. Alguns dos principais núcleos “LITTLE” são Cortex-A53, Cortex-A55, Cortex-A510 e Cortex-A520.
O que é um núcleo CXC (Cortex-X Custom)?
Núcleos CXC (Cortex-X Custom), também conhecidos como núcleos prime, são voltados para tarefas que exigem desempenho intenso e imediato, tal como streaming de vídeo.
Para fornecer o máximo de desempenho, núcleos Cortex-X possuem um tamanho maior que núcleos “big” e “LITTLE” (Cortex-A) e consomem mais energia. Estes são os principais núcleos CXC: Cortex-X1, Cortex-X2, Cortex-X3 e Cortex-X4.
Antes do Cortex-X, a Qualcomm criou os núcleos Kryo Prime para atingir maior desempenho. As primeiras versões ainda eram baseadas em núcleos “big“ (Cortex-A76 e Cortex-A77). Desde o Snapdragon 888, a Qualcomm utiliza o design Cortex-X para seus núcleos Kryo Prime.
Snapdragon 865 trouxe núcleo “prime”, mais potente que o “big” (Imagem: Paulo Higa/Tecnoblog)
O que é big.LITTLE com Arm DynamIQ?
A tecnologia Arm DynamIQ combina núcleos “big”, “LITTLE” e CXC em um só cluster totalmente integrado para maior desempenho e flexibilidade. Por exemplo, o DynamIQ Shared Unit-120 (DSU-120) permite reunir até 14 núcleos.
O DynamIQ oferece desempenho alto para determinados usos, como inteligência artificial e realidade mista, segundo a Arm. A tecnologia também regula o consumo de energia de forma inteligente para maior eficiência.
Quais as vantagens do big.LITTLE em processadores?
Menor consumo de energia: processadores big.LITTLE têm maior desempenho por watt e gastam menos bateria, porque mantêm apenas os núcleos econômicos operando em tarefas simples;
Troca inteligente entre núcleos: o software do big.LITTLE aloca tarefas de forma automática entre os núcleos. Cada instrução geralmente começa em um núcleo “LITTLE” e, se exigir mais performance, é migrada para um núcleo “big”;
Amplo suporte: a tecnologia big.LITTLE pode ser aplicada em todo tipo de hardware, como dispositivos móveis, computadores e carros, e funciona com diversos sistemas operacionais, como Android, iOS, macOS e Windows.
Quando o big.LITTLE foi lançado pela Arm?
A Arm lançou a tecnologia big.LITTLE em 2011, permitindo combinar núcleos Cortex-A15 de alto desempenho e Cortex-A7 de eficiência.
Um SoC (System-on-a-Chip) com núcleos A7 e A15 consome até 40% menos energia que um chip somente com núcleos Cortex-A15, com desempenho igual ou maior, segundo whitepaper da Arm. Antes do big.LITTLE, os processadores da Arm tinham todos os núcleos do mesmo tipo.
Quais chips têm arquitetura big.LITTLE?
Apple Silicon: usado em Macs pós-Intel, iPhones e iPads. Adotou o big.LITTLE a partir do Apple A10 Fusion.
Qualcomm Snapdragon: usado em dispositivos Android. Adotou o big.LITTLE a partir do Snapdragon 835.
Samsung Exynos: usado em celulares e tablets Galaxy e em alguns smartphones da Motorola. Adotou o big.LITTLE a partir do Exynos 5 Octa 5410.
MediaTek: usado principalmente em celulares intermediários e de baixo custo. Adotou o big.LITTLE a partir do MT6595.
HiSilicon: usado em celulares da Huawei. Adotou o big.LITTLE a partir do Kirin 920.
Existe processador da Intel com big.LITTLE?
A Intel combina núcleos de CPU de performance e de eficiência em seus processadores desde a 12ª geração do Intel Core (Alder Lake), mas usa o termo genérico “arquitetura híbrida”. A marca big.LITTLE é registrada pela Arm.
Os núcleos de desempenho da Intel (P-cores) são fisicamente maiores, atingem frequências maiores e fazem hyper-threading. Por sua vez, os núcleos de eficiência (E-cores) são menores, focados em desempenho por watt, e rodam uma thread de software por vez.
O que é Arm big.LITTLE? Entenda quais CPUs têm essa arquitetura
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Fonte: Tecnoblog
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