De toekomst: 64-bit
Alle courante ARM cores maken gebruik van de ARMv7-A/R instructieset. Er is één uitzonderign: de Apple A7 SoC van de recent op de markt gekomen iPhone 5S is de eerste ARM CPU die gebruik maakt van de nieuwe ARMv8 instructieset. Daarvoor heeft Apple een nieuwe core ontwikkeld, codenaam Cyclone. Belangrijkste verschil tussen v7 en v8 is de ondersteuning voor 64-bit. Daardoor kunnen ARMv8 CPU’s eenvoudig meer dan 4 GB geheugen aanspreken. Zeker wanneer ARM wil doorbreken in de servermarkt is de overstap naar een 64-bit instructieset een belangrijke vereiste. Waar de NEON multimedia instructieset-uitbreiding bij ARMv7 nog optioneel is, maakt deze standaard onderdeel uit van de ARMv8 instructieset. Ook zijn zaken toegevoegd zoals instructies om encryptie te versnellen en biedt ARMv8 instructieset meer registers.
Belangrijk gegeven is dat ARM niet, zoals AMD en Intel bij x86-64, simpelweg de bestaande instructieset heeft opgewaardeerd naar 64-bit, maar dat het juist met een stofkam door de eigen technologie is gegaan. Veel eigenaardigheden die gedurende de afgelopen tientallen jaren de ARM-instructieset zijn ingeslopen, zijn volgens de ontwerpers bij ARMv8 weggehaald om de instructieset cleaner en efficiënter te maken. Het maakt dat ARMv8 in feite niet compatible is met ARMv7, al zullen zeker de eerste generaties ARMv8 processors wel in v7-compatibiliteitsmodus kunnen werken. Via virtualisatietrucs zou het in principe mogelijk moeten zijn om bestaande 32-bit applicaties in een 64-bit OS te draaien.
ARMv8 is ARM’s nieuwe 64-bit architectuur. De architectuur is flink opgefrist, maar compatibiliteit met ARMv7 zal virtualisatie of andere kunstgrepen vereisen.
Cortex-A53 en A57
ARM heeft kort geleden het ontwerp van de eerste twee ARMv8-cores afgerond, wat betekent dat we over een jaar of twee à drie vermoedelijk de eerste apparaten gebaseerd op chips met deze cores gaan zien. De Cortex-A53 is een kleinere, zeer efficiënte core voor hetzelfde marktsegment als de Cortex-A7. De Cortex-A57 is daarentegen een grote en complexe variant met hoge prestaties en daarmee de opvolger van de Cortex-A15. Uiteraard kunnen Cortex-A57 en –A53 cores samen werken in big.LITTLE configuraties.
De Cortex-A53 is net als de A7 een single-issue, in-order CPU met een 8-stage pipeline. Volgens ARM presteert de A53 tot meer dan 40% beter in CPU-benchmarks als SpecInt2000. Belangrijker nog zijn browser-benchmarks: Octane, v8 en Sunspider zouden gemiddeld zo’n 30% sneller uitgevoerd moeten worden.
De Cortex-A57 zou afhankelijk van de applicatie tussen de 25% en 55% sneller moeten zijn dan de A15 op dezelfde klokfrequentie, waarbij de prestaties-per-watt volgens ARM zijn toegenomen. Volgens ARM zou de Cortex-A53, wanneer geproduceerd op een 16nm FinFET productieprocedé, op klokfrequenties tot 3,0 GHz kunnen werken.
ARM verwacht voor de 64-bit Cortex-A57 een flinke prestatiewinst boven de A15. Deze benchmarks van ARM zelf zijn gedraaid met 32-bit code.
