ARM rivoluziona i core per smartphone con la nuova architettura Lumex

ARM rivoluziona i core per smartphone con la nuova architettura Lumex

ARM ha deciso di dare un nuovo nome ai suoi core di punta, quelli che alimentano gli smartphone e i tablet più performanti. I rinomati core Cortex vengono sostituiti dalla nuova famiglia C1, che fa parte dell'inedita architettura Lumex.

È fondamentale ricordare che ARM non produce direttamente i processori. L'azienda britannica si occupa di progettare i core (come CPU e GPU) e di venderne la licenza a produttori come Mediatek e Samsung. Questo approccio semplifica notevolmente il lavoro di queste aziende, che possono così concentrarsi sull'assemblaggio dei vari componenti per creare un chip completo, il cosiddetto SoC (System on a Chip).

I core Cortex hanno rappresentato il cuore pulsante dei dispositivi consumer per oltre un decennio. La loro assenza dagli annunci annuali di ARM nei mesi scorsi aveva già alimentato le speculazioni su un imminente e profondo cambiamento. La nuova famiglia C1 non solo conferma questi rumor, ma rappresenta il cluster di core più veloce e potente mai realizzato da ARM per il mercato consumer. È anche il primo a essere costruito sul set di istruzioni Arm V9.3.

Questo aggiornamento è cruciale perché, oltre ai classici miglioramenti in termini di prestazioni ed efficienza, ARM doveva dotare i suoi partner di core capaci di competere non solo nei carichi di lavoro tradizionali, ma anche in quelli richiesti dalle crescenti esigenze dell'intelligenza artificiale generativa e del machine learning.

Un salto di qualità per l'IA con SME2

Il passaggio al set di istruzioni V9.3 introduce la tecnologia SME2 (Arm Scalable Matrix Extension 2). Per l'IA generativa, il riconoscimento vocale, il machine learning e la computer vision, un cluster ARM C1 offre prestazioni fino a cinque volte superiori rispetto a un attuale cluster Cortex di fascia alta, il tutto con un'efficienza energetica triplicata.

In termini di prestazioni generali, ARM stima che un cluster C1 possa garantire un incremento medio del 30% nei benchmark consumer più comuni e un aumento del 15% nelle applicazioni e nei giochi, il tutto con un risparmio energetico di circa il 12%.

Secondo i test di ARM, le CPU C1, grazie alle estensioni SME2, accelerano in modo significativo le operazioni basate su matrici, tipiche dei Large Language Models (LLM). Ad esempio, hanno registrato una latenza ridotta di cinque volte nei carichi vocali basati su Whisper Base, un aumento di 4,7 volte nelle prestazioni IA per le interazioni chat con Google Gemma 3 e un tempo di generazione audio 3,8 volte più veloce con Stability AI Stable Audio.

La scelta della CPU per l'IA

Potrebbe sorgere la domanda: perché si parla di calcoli di machine learning eseguiti sulla CPU e non sul Neural Engine (NPU) o sulla GPU? In un SoC moderno, esistono diversi "motori" per l'IA, e la scelta dipende dal tipo di carico di lavoro e dalle condizioni operative.

L'accelerazione tramite la CPU garantisce la massima compatibilità: non tutti i framework e i modelli di IA sono ottimizzati per GPU o NPU. La CPU funge da "base sicura". SME2 accelera questi calcoli direttamente sul core della CPU senza richiedere modifiche al codice. Inoltre, se un'applicazione deve eseguire calcoli IA insieme ad altre operazioni logiche e gestionali, è più efficiente rimanere sulla CPU, evitando il trasferimento di dati tra diversi acceleratori.

I nuovi core: C1 Ultra, C1 Premium, C1 Pro e C1 Nano

La famiglia di core C1 è composta da quattro membri, ciascuno ottimizzato per uno specifico compito:

C1 Ultra: Il nuovo core di punta, destinato alle massime prestazioni a singolo thread. Offre un aumento del 25% nelle performance rispetto al suo predecessore, il Cortex-X925, grazie a una migliore IPC (Instructions Per Cycle) e a miglioramenti nella microarchitettura.

C1 Premium: Un core "sub-flagship" che offre prestazioni vicine all'Ultra ma con un ingombro del 35% inferiore, rendendolo ideale per dispositivi che necessitano di un equilibrio tra potenza e dimensioni compatte.

C1 Pro: Il successore del Cortex-A725, progettato per offrire un ottimo rapporto tra performance e consumo energetico. Fornisce un aumento del 16% nelle prestazioni sostenute e un'efficienza energetica superiore del 12%.

C1 Nano: Il core ad alta efficienza energetica, ideale per smartwatch e dispositivi a basso consumo. È il 26% più efficiente del precedente Cortex-A520 e offre un leggero miglioramento delle prestazioni.