在Arm与x86竞争的过去十年中，Arm已经彻底赢得了，智能手机这些低功耗设备的霸主地位。现在，Arm 架构也正在步入高能耗的笔记本电脑、数据中心和其他设备领域。Arm 已经成为苹果生态的核心元素，除了谷歌的安卓生态，Arm 也会在我们自己的鸿蒙、华为移动生态中起到重要的作用。


多年来，科技评论员和用户一直把膜拜的目光，放在基于Arm 魔改的苹果 A系列 和高通的Kryo核心上。但随着Cortex-XCPU计划和Cortex-X1的推出，这种情况可能会在2021年最终改变。
今年，作为Cortex-A77 CPU、Mali-G77 GPU的后续产品，Arm已经公布了Arm Cortex-A78 CPU架构和Mali-G78 GPU。但没有想到的是，紧跟着，Arm又宣布了Cortex-X形式的CPU核心。可以预料，借助5nm制程的量产，Cortex-X 被广泛应用的日子很快就要来到。
Cortex-X 已经促使一线大厂改变产品路线
Cortex-X定制（CXC）计划，重新吸引了众多一线移动芯片厂商的注意。甚至ARM自己也对Cortex-X1非常自豪，称它是迄今为止最强大的CortexCPU。


三星已经确定在5nm制程，放弃魔改路线，开始使用 Arm 的亲生CPUIP，最近已经传出，三星Exynos2100 确认将使用ARM Cortex-X1内核，以彰显与Exynos 1080 之间的差异化。
高通骁龙 875 据传也将使用ARM Cortex-X1 为主核心，虽然 Cortex-X 也强调客户的定制性，但传闻如果成真，无疑说明高通将放弃了自己标榜多年的差异化元素：Kryo核心。


华为麒麟9000 搭载了满血Mali-G78 GPU，考虑到Mali-G78 GPU是 ARM 今年九月份推出的全新公版移动端GPU，侧面印证了 ARM目前并没有断供华为。但因为华为麒麟9000起步研发时间早于 5nm的三星和高通，可能致使华为没有赶上Cortex-X1，况且华为历来把研发重心放在NPU 和Soc 上，也许如果有下一代麒麟，很大可能也会采用 Cortex-X 强性能方案。
Cortex-X 产品路线的目的何在
每年5月，ARM公司都会公布其用于移动设备的新移动IP（知识产权）。这个IP包括新的CPU内核以及新的GPU。


ARM的产品原则里，有一条重要的PPA概念：性能、功耗和面积，这是移动CPU领域，Arm 设计的宗旨，其实质是一种均衡理念。它强调，能效和电源效率是更高的优先级，而不是绝对性能。
例如：Arm的Cortex-A78和Cortex-X1均基于上一代Cortex-A77。但是，Cortex-A78致力于在比以前更小的区域内提供每瓦更多的性能。为了追求最佳性能，Cortex-X1则是放弃了这些通常的顾虑。
Arm Cortex-A78有望在1W功率预算下，将比Cortex-A77的持续性能提高20％。A78 架构最大的变化是：可用时钟速度的提升，以及从7nm到5nm制程的转变。更令人印象深刻的是，据Arm称，2.1GHz 5nm Cortex-A78的功耗比2.3GHz 7nm Cortex-A77少多达50％。这是对续航来说是巨大的进步。


但ARM深知，客户往往会根据不同产品领域的不同需求，要求提供更多的解决方案和产品。尤其是苹果、高通、三星为了凸显自己的产品差异化，三者不约而同地在PPA概念里弱化的绝对性能领域发力，通过魔改或定制，去追求更大的性能提升。当然这与华为移动方案的首选目标，有着值得注意的不同。
我们可看到，Cortex-X1偏离了Arm的典型路线图，旨在构建更大，功能更强大的处理器，而且该处理器采用了与AppleA13的Lightning CPU惊人的设计相似之处。这充分展示了Arm 在性能方面依然有着强大的控制力，Cortex-X1满足了对具有卓越性能的ArmCPU的需求，而且剑指移动以外的领域。
Cortex-X1性能提升在哪里
在今年，ARM宣布了Cortex-X定制（CXC）计划。该计划需要与ARM工程团队和ARM的项目合作伙伴紧密合作，高通三星们可以通过该计划，定制最终的CPU产品，以满足特定的市场需求，最正宗的官方魔改，超越 PPA 概念，是该计划的亮点。另外还有重要的一点：由ARM设计和制造的最终定制CPU将以ARMCortex-X品牌交付，三星Mongoose 和 高通Kryo 也许会随着Cortex-X推出，逐渐消失。
作为CXC计划的一部分，首款CPU是ARM Cortex-X1 CPU。


ARM表示，与Cortex-A78相比，单线程整数性能提升高达22%。ARM称，"提升 "指的是，这些提升与短时的高性能有关，而短时的高性能最适合反应速度和响应速度。据称，这将使智能手机和大屏幕设备的性能达到有史以来的最高水平，但从数字上看，Cortex-X1仍然无法与苹果A14相媲美，不过，它的成绩或许能与2019年的苹果A13持平。


另一方面，Cortex-X1可以实现更大的可扩展性，同时提升峰值性能。合作伙伴在3x Cortex-A8和4x Cortex-A55的同时，增加1x Cortex-X1作为DynamIQ集群的一部分，其峰值性能将比上一代产品提高30%，这是一个值得注意的壮举。如果说A78是为能效比而生的，那么A78与Cortex-X1组合在一起时，将带来最佳的持续和峰值性能。旗舰安卓手机将变得更快。
采用Cortex-X1的解决方案的关键市场是智能手机和新的外形设计（可折叠手机和大尺寸多屏设备）。X1提供了更快的用户体验，应用加载时间更快，网页滚动响应速度也有所提高。随着ML性能的提升，基于AI和ML的体验将变得更好。可以预见的是，X1还将改善生产力、通信、安全、多重数字沉浸感、基于摄像头、高级游戏和XR体验等用例。


Cortex-X1扩大了其并发处理能力和内存占用量，这让人联想到苹果CPU提升性能的那些手段。ARM在Cortex-X1的基础上又向苹果靠近了一步，因为解码带宽提高了25%，达到了每个周期解码5条指令。
Cortex-X1的Neon引擎获得了两个额外的管道，其计算能力比A78增加了一倍。在缓存大小方面，X1支持64kBL1和高达1MB的L2缓存，而DynamIQ集群也进行了升级，现在支持8MB的L3，以获得最终的性能。
为什么不可以四核Cortex-X1
Cortex-X1满足了对具有卓越性能的Arm CPU的需求。但是这种性能是以更大的表面积和增加的功率为代价的。
对于三星高通们来说，这意味着每平方毫米的硅具有更少的多线程性能和效率。因此，智能手机SoC似乎不太可能使用四核Cortex-X1集群，我们更有可能看到单个Cortex-X1与三个Cortex-A78配对。这样的配置仅比四核Cortex-A76集群占用15％的面积，同时提供了单线程加速所追求的优势。


与以前的Arm CPU内核相比，Cortex-X1在每个时钟周期可以完成更多工作。但X1大核显然需要更多的功率和硅面积。
这意味着，基于X1大核的混合集群设计必须来自5nm制程的支持，优化面积和性能成为关键点，以此来保障设备的续航能力。


目前，华为麒麟9000，以及未来的高通 Snapdragon 875，三星Exynos 1080、2100 和联发科Dimensity主要旗舰芯片都采用1 + 3 + 4架构设计。
麒麟9000拥有1xA77 、3xA77、4xA55 ，超大内核和中核依然采用打磨已久的 A77，但将大核推到3.13GHz。其中24核满血G78 让人瞩目。
高通，声称即将推出的旗舰芯片将拥有一个2.84GHz超大内核Cortex X1，三个2.42GHz A78内核和四个1.8GHz A55内核。
无疑，1+ 3 + 4架构将在2021年占据主导地位。
Arm CXC计划对行业意味着什么
ArmCXC计划取代了其之前的Build on Arm Cortex计划，该计划允许三星高通们对其Cortex-A CPU进行定制改动，甚至，Arm的合作伙伴可以提出一个非标准路线图规范，让Arm自己设计出符合要求的CPU。因此，Arm还保留了维护CPU软件和营销的责任。


不过，CXC计划有一个特别严格的附加条件。只有在该年计划开始时投资的合作伙伴才能从最终产品中获益。多个合作伙伴可以同时参与该计划，从而获得共享技术。这一点很像ASML 的EUV光刻机，参与投资的合作伙伴，才拥有优先购买权。
这让Arm的合作伙伴可以要求CPU远远超出标准的Cortex-A路线图，而不需要承担内部设计定制CPU的风险和费用。现在已经确认，三星已经放弃了内部魔改路线的Mongoose CPU内核，这也使得ARM不再使用那些复杂的定制架构授权了。


Cortex-X1必然会在移动领域推动追求性能的差异化进程，显而易见的是，恐怕不止于此：Arm处理器已经通过Windowson Arm平台在PC市场有所行动，苹果目前已经推出首款搭载Arm的MacBook，更强大的Cortex-X1一定非常适合这个市场。
CXC计划和X1处理器可能会撼动PC市场，让Arm成为更可行的处理器选择。这对英特尔来说又是一个头疼的问题吧？
结语
Cortex-X1偏离了Arm的典型路线图，旨在构建更大，功能更强大的处理器。基于ARM的生态会在未来的科技领域，占据更加主动的地位。


从麒麟9000架构可以看出，ARM 并没有传言的那样断供华为，之所以没用上Cortex-X1，可能基于以下原因：
1、X1没赶上麒麟的发布时间节点；
2、海思的CPU策略，更追求能效均衡，通过NPU能力提升获得移动端体验，所以一开始就没有加入CXC计划。
虽然失去了芯片代工支持，希望华为海思能保持一流的CPU设计能力，等待我们芯片产业链强大，等待科技全球化回归它本来样子的那一天。

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