Lumex statt Cortex: ARMs neue Kerne für Smartphones und Tablets

ARM erneuert sein Aufgebot an Standard-CPU-Kernen für Smartphones, Tablets und Notebooks. Während ARM bisher drei unterschiedliche CPU-Kerne in seinen Mobilprozessoren vorsah, sind es mit Lumex nun vier. Sie heißen C1-Ultra, C1-Premium, C1-Pro und C1-Nano. Die Namen geben Auskunft über die Leistungsfähigkeit: Der Ultra rangiert ganz oben und ist noch etwas stärker dimensioniert als die bisher dicksten Kerne der Klasse Cortex-X. Der neue C1-Premium sortiert sich zwischen dem bisherigen Cortex-X und der Cortex-A700-Serie ein. C1-Pro entspricht ebendieser A700-Serie, der C1-Nano ist das Pendant zu den bisherigen Cortex-A500-Kernen. Die Lumex-Cluster unterstützen die ARMv9.3-A-Architektur.

Chipdesigner sollen ihre Prozessoren mit den jetzt vier Standardkernen feiner nach den eigenen Bedürfnissen abstimmen können. Zu den Abnehmern der Standardkerne gehören bislang etwa Mediatek, Nvidia, Google und Samsung.

Um eine höhere Leistung zu erreichen, schraubt ARM unter anderem die maximalen Taktfrequenzen nach oben, setzt auf erneut größere Caches, größere Instruktionsfenster und eine überarbeitete Sprungvorhersage. Der C1-Ultra soll mit einem modernen 3-Nanometer-Fertigungsprozess für dauerhafte Taktfrequenzen von bis zu 4,1 GHz ausgelegt sein – kurzfristige Boost-Modi gehen noch etwas weiter. Mit dem C1-Premium sind 3,5 GHz möglich, Pro (2,5 GHz) und Nano (2 GHz) laufen entsprechend langsamer. Alternativ bietet ARM Designbibliotheken an, die zulasten der Leistung auf einen möglichst niedrigen Platzbedarf getrimmt sind. Diese Varianten bieten sich etwa für Billiggeräte an.

Das Octa-Core-Referenzdesign von ARM setzt sich aus zwei C1-Ultra und sechs C1-Pro zusammen. Für Mittelklassegeräte schlägt ARM den C1-Premium statt des Ultra vor. Der C1-Pro kann entweder der schwächere, stromsparende Teil eines schnellen Prozessors sein oder, in Kombination mit dem kleinen C1-Nano, als stärkerer Part in einem Einsteigerprozessor arbeiten. Lumex unterstützt wie der Vorgänger Designs mit bis zu 14 CPU-Cores. Firmen wie Mediatek und Nvidia lösen sich zunehmend von ARMs Referenzdesign und kombinieren bei ihren High-End-CPUs ausschließlich die zwei schnellsten Kernklassen.

Für das Lumex-Referenzdesign errechnet ARM Performancegewinne von 25 Prozent bei Singlethread-Aufgaben und 45 Prozent beim Multithreading, jeweils im Vergleich mit der letztjährigen Generation, bestehend aus Cortex-X925, -A725 und -A520. Die Gaming-Leistung will ARM um 16 Prozent nach oben geschraubt haben. Bei gleicher Performance soll die elektrische Leistungsaufnahme um 28 Prozent sinken.

Weiter keine NPU von ARM

Eine eigenständige KI-Einheit (Neural Processing Unit, NPU) für KI-Berechnungen sieht ARMs Design weiterhin nicht vor. Alle KI-Aufgaben kommen zunächst auf den CPU-Kernen an und werden dann gegebenenfalls an die GPU weitergereicht. Chipdesigner können jedoch weiterhin eine eigene NPU an das ARM-Cluster anflanschen. Mit der neuen Architekturerweiterung SME2 (Scalable Matrix Engine), die allen vier Core-Typen zur Verfügung steht, verspricht ARM deutliche Steigerungen bei KI-Berechnungen durch die CPU: Sie sollen im Durchschnitt um den Faktor 3,7 schneller ablaufen. Die Latenz bei Spracherkennung mit Whisper will ARM um den Faktor 4,7 verringert haben, LLM-Enkodierung mit Gemma 3 läuft nun mit 398 statt 84 Token pro Sekunde. Die KI-Sound-Generierung mit Stable Audio ist nun in 9,7 statt 27 Sekunden abgearbeitet, so der Hersteller.

SME2 ist eine optionale Erweiterung der CPU. Auf einem High-End-Prozessor empfiehlt ARM einen oder zwei dieser SME2-Erweiterungen einzubauen.

Bei der GPU kehrt ARM von der zuletzt verwendeten Bezeichnung Immortalis zurück zum Namen Mali. Mit einem bis fünf GPU-Kernen trägt sie den Namen Mali G1-Pro, sechs bis neun Kerne heißen Mali G1-Premium und alles darüber Mali G1-Ultra. Die G1-Ultra zeichnet sich neben der größeren Zahl Kerne durch eine neue Raytracing-Einheit (RTUv2) in jedem Kern.

In Raytracing-Benchmarks erreicht die Mali-G1 Ultra bis zu doppelt so hohe Ergebnisse wie ihr Vorgänger. Auch KI-Aufgaben erledigt sie schneller. Den größten Sprung sieht ARM in diesem Bereich bei der Spracherkennung, hier gibt der Hersteller einen Zuwachs von 104 Prozent gegenüber der Immortalis-G925 an.

Erster Chip von Mediatek?

Erste Chips mit den neuen Kernen werden noch in diesem Jahr erwartet. Bevorzugter Partner für ARM im High-End-Segment war zuletzt Mediatek. Die Vorstellung des neuen Dimensity 9500, dem Nachfolger des Dimensity 9400+, könnte in den kommenden Wochen stattfinden. Von Xiaomi sind zudem neue SoCs der XRing-Produktlinie zu erwarten. Auch von Qualcomm stehen neue Snapdragons ins Haus, die verwenden allerdings zumindest in der Oberklasse selbst entwickelte Rechenkerne statt der ARM-Designs.

Bei den diesjährigen ARM Tech Days ging es ausschließlich um die Lumex-Plattform. Unter dem Namen Niva arbeitet ARM erstmals an einem explizit für PCs konzipierten Kerndesign. Hierzu schwieg das Unternehmen auf der Veranstaltung, mehr zu Niva will ARM später verkünden. Auch die Frage, ob die C1-Kerne auch in Niva zum Einsatz kommen, bleibt daher zunächst unbeantwortet.

Hinweis: ARM hat die Reisekosten und Unterbringung des Autors für das Event übernommen.

(sht)