ARM이 발표한 차세대 CPU 시리즈

ARM홀딩스가 5월 29일 ARM 아키텍처 신규 IP인 TCS23(Total Compute Solutions 2023)으로 CPU 프리미엄 코어인 코어텍스-X4(Cortex-X4), 고성능 코어인 코어텍스-A720(Cortex-A720), 고효율 코어인 코어텍스-A520(Cortex-A520) 등을 발표했다.

ARM은 대만 타이베이에서 열린 컴퓨텍스 타이베이 2023 기간 중 ARM 아키텍처 IP 패키지인 TCS23 제품군을 발표했다. TCS는 ARM이 2021년 처음 발표한 IP 패키지로 프로세서와 제품이 원활하게 연동되도록 설계, 최적화되어 있다.

TCS는 프로세서 뿐 아니라 최신 버전 안드로이드에 맞춘 개발 도구와 SoC 설계를 가속하기 위한 물리적 구현 지원도 포함하고 있다. 따라서 SoC 설계자는 최신 ARM 프로세서를 결합해 장치에 쉽게 탑재해 시장에 빠르게 출시할 수 있다.

ARM 아키텍처는 절전성이 특징이며 소비 전력을 억제하는 게 중요한 스마트폰 등 SoC로 널리 채택되고 있다. 최근 ARM이 발표한 모바일 CPU에는 가장 성능이 높은 프리미엄 코어, 성능과 절전성간 균형을 맞춘 고성능 코어, 절전성이 뛰어난 고효율 코어 3종류가 있다. TCS23에선 CPU 프리미엄 코어로 코어텍스-X4, 고성능 코어로 코어텍스-A720, 고효율 코어로 코어텍스-A520이 발표됐다. ARM은 32비트 명령 세트를 단계적으로 폐지하고 있으며 TCS23에선 어떤 CPU도 64비트 클러스터가 되고 있다.

프리미엄 코어 코어텍스-X4는 이전 세대 오커텍스-X3에 비해 피크 성능이 15% 향상되고 전력 효율도 40% 향상됐다고 한다. ARM은 모든 코어텍스-X CPU와 마찬가지로 코어텍스-X4는 궁극의 성능을 제공하도록 설계됐다며 성능 외에도 코어텍스-X4는 지금까지 구축된 효율적인 코어텍스-X CPU 코어이기도 하다고 밝혔다.

고성능 코어인 코어텍스-A720은 시스템 전체 전력을 억제하면서 성능을 발휘하도록 마이크로 아키텍처를 개선해 이전 세대 코어텍스-A715에 비해 전력 효율이 20% 향상됐다. 또 고효율 코어인 코어텍스-A520은 최소 실리콘 풋프린트로 최고 전력 효율을 제공하는데 주력해 개발했으며 전력 효율은 이전 세대 코어텍스-A510보다 22% 개선됐다고 한다.

TCS23에 포함되어 있는 CPU 클러스터 아키텍처인 DSU(DynamIQ Shared Unit)-120는 싱글코어에서 14코어까지 확장성을 실현한다. 이에 따라 기기 제조사는 엔트리 레벨 스마트폰부터 플래그십까지 혹은 프리미엄 노트북 등 폭넓은 CPU 클러스터 기기를 TCS23으로 실현할수 있다고 한다.

ARM은 TCS22에서 프리미엄 코어가 1, 고성능 코어 3, 고효율 코어 4인 1+3+4 구성과 TCS23에서 각각 1+5+2 구성을 비교하면 일반 컴퓨팅에서 피크 성능 27% 향상을 주장하고 있다. 또 브라우징 경험에선 33% 성능이 높아지고 TCS23에 최적화된 소프트웨어를 조합하면 64% 성능이 향상된다고 한다.

ARM은 TCS23에서 5세대 GPU 아키텍처를 기반으로 한 플래그십 GPU인 이모탈리스-G720(Immortalis-G720)과 말리 시리즈 새 모델인 말리-G720, 말리-G620도 발표했다. 이모탈리스-G720은 10코어 이상을 지원하고 말리-G720은 6∼9코어, 말리-G620은 5코어 이하를 지원하며 모두 이전 세대보다 15% 높은 성능과 에너지 효율을 실현하고 있다.

TCS23은 워크로드 대기시간과 대역폭 감소를 개선하기 위해 최적화됐으며 이전 세대 TCS22에 비해 프레임당 DRAM 대역폭을 평균 30% 줄인다. 대역폭이 작기 때문에 소비전력도 억제되고 GPU와 DRAM 전력 소비량을 평균 20% 절약할 수 있다는 주장이다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.