让三星Exynos 990性能提升20%的背后，你所不了解的M5核心细节

11月22日消息，三星在昨天的一个更新补丁中，透露了其自研的最新定制CPU核心M5的部分细节信息，包括相较于前代M4的升级点，以及基础架构图示。M5是三星自研定制核心的第五代产品。

三星上月发布了最新一代7nm旗舰SoC芯片Exynos 990，性能增强20%，其中就使用了自家的2颗猫鼬M5核心。据三星消息，Exynos 990今年年底将实现量产，并于明年用在旗舰机型上。

本月初，三星宣布放弃自研CPU核心，将关闭CPU核心研发部门，未来的Exynos处理器全部使用ARM架构，至此，M5也成为了三星最后一个自研定制核心。以下是外媒对此次M5细节报道的原文编译。

一、IPC改进不明显

M5是由三星奥斯汀研发中心（SARC）开发的三星第五代定制内核。考虑到最近的裁员和内部重组浪潮，它也即将成为SARC研发的最后一个定制核心。

▲M5改进情况概述

三星表示，M5内核可提供“高达20％的增强性能”，所以平均水平应该会相对更低。尽管LLVM调度器模型的级别较高，无法说明发生了哪些较小的修改，但我们可以看到一些较大的改动。

从LLVM补丁程序中，我们很难看到M5的大部分性能提升来自于IPC的改进，除非这些性能提升来自于显着改进的预取器（prefetchers），分支预测器（branch predictors）或其他类似的隐藏组件。

二、指令集队列增加

在指令集方面，M5具有与M4 – Armv8.2-A相同的ISA级别。在较高的层次上，M5也与M4十分相似：通道（pipeline）保持6宽（wide）解码，后端保留相同的228条深度重排序缓冲区（deep reorder buffer）。

三星确实将指令队列从48个条略微增加到60个，而更大的变化是错误预测损失（misprediction penalty）改善了1个周期，降低到15个周期。

▲M5与M4的参数对比

▲M5架构示意图

三、后端浮点性能改善

在后端，三星添加了两条新的32位整数ALU通道。这使整数通道（包括分支）的总数达到7个。添加两个32位ALU通道很有趣，因为它不会提高典型的简单ALU工作负载的吞吐量。

▲M5 ALU通道数情况

在浮点群集（floating-point cluster）方面，三星再次重新平衡了执行通道。最显著的变化是在三个FP通道的每一个上添加了neon dot生产执行单元。这样的改变可以帮助解释（explain）32b整数ALU。

▲M5 FP通道调整情况

结语：回归Arm架构，三星手机芯片寻找新发力点

从2015年第一代M1核心“Mongoose”亮相以来，三星已经推出了五代定制ARM核心。根据外媒报道，目前三星在CPU核心研发上的投入近200亿美元，Exynos系列SoC性能相较于骁龙、麒麟系列一直具有较强竞争力，此次“砍掉”自研核心业务，可能有多方因素影响。

三星虽然放弃了坚持多年的自研CPU核心的道路，但他们也在寻找其他方向。目前三星已经与AMD进行合作，利用AMD强大的GPU研发实力，发力手机GPU领域，预计2021年将会推出搭载AMD GPU的手机。

根据Canalys最新发布的数据看，2019年Q3三星仍然是全球最大的智能手机出货厂商，且出货量保持11%的增长速度，这位巨头在手机芯片领域近期动作频频，三星能否找到更多新的发力点，我们拭目以待。

原文来自：WikiChip Fuse