Arm prepara C2-Ultra e G2-Ultra NX para celulares top de linha

Novos IPs da Arm para celulares e servidores

A Arm anunciou uma nova geração de IPs: as CPUs C2-Ultra (além de C2-Nano e C2-Pro) e a GPU G2-Ultra NX, voltadas para celulares topo de linha, e o Neoverse CSS N4 para data centers. A G2-Ultra NX já está em produção no chip XRING O3 da Xiaomi, lançado em 24 de agosto. C2-Nano e C2-Pro usam a mesma microarquitetura das gerações C1 correspondentes.

C2-Ultra: mudanças iterativas e números contestáveis

Comparado ao Cortex X925, de duas gerações atrás, o C2-Ultra mantém o mesmo layout geral: decodificação de 10 wide, 8 ALUs simples, 6 lanes de FP, 3 ports de branch e configuração de 4 loads/2 stores. O ganho vem de mudanças iterativas em estruturas críticas como o preditor de branch e os buffers fora de ordem, mas a Arm foi vaga sobre o que exatamente mudou - não se sabe se alterou tamanhos de BTB, return stacks ou o algoritmo de predição.

A Arm afirma um ganho de 15% de desempenho de pico e 12% em média sobre o C1-Ultra, mas as notas de rodapé revelam contexto importante: os números vêm de simulações em FPGA, com clock 8,5% maior e 1 MB a mais de cache L2 (3 MB no C2-Ultra, presente também no XRING O3 e no Exynos 2600 da Samsung). Descontando o clock, o ganho médio cai para 3,2%, e esse valor ainda inclui o L2 maior, que beneficia alguns workloads como o Geekbench 6. A própria Arm esclareceu que o ganho máximo de IPC é de 7% e que a melhoria de largura de banda de memória não entra no cálculo de IPC. Na avaliação do autor, o desempenho por clock melhorou pouco em média.

Sobre consumo, a Arm afirma 38% menos energia que o C1-Ultra, mas o número inclui melhorias de nó de fabricação e implementação, então não se sabe quanto vem da microarquitetura.

G2-Ultra NX: a maior rearquitetura de GPU em 7 gerações

A Arm descreve a Mali G2-Ultra NX como a maior rearquitetura do IP de GPU em sete gerações. A capacidade matemática por shader core não mudou: 128 unidades FMA, equivalentes a 256 FP32 FLOPs por clock ou 512 FP16. O máximo de shader cores continua 24. As mudanças incluem: registros por warp ampliados de 64 para 128, alocação em granularidade de 16 registros, register file 25% maior, unidades de ray tracing com estrutura de triângulos mais compacta (reduzindo tráfego de DRAM em 13%) e adição de Opacity Micromaps, recurso típico de GPU de desktop.

O destaque é o acelerador de matrizes no Shader Core, capaz de até 1.024 MACs INT8 ou 512 INT16 por clock, com clock até o dobro dos Execution Engines. Omissão notável: não há suporte a FP8 nem BF16, este último popular e também ausente nas ALUs padrão. O acelerador não é obrigatório em todos os shader cores (mínimo de 6 "NX cores" para a marca Ultra), e a Xiaomi optou por instalá-lo em apenas metade dos cores do XRING O3. O acelerador adiciona cerca de 21% à área do shader core (1,88 mm² contra 1,55 mm²).

As mudanças viabilizam o Neural Super Sampling (NSS), upscaling por ML da Arm, além de uma tecnologia de upscaling de taxa de quadros. A Arm afirma até 14% de ganho em jogos e até 24% em benchmarks de ray tracing, mas as comparações usam clock cerca de 11% maior que o G1-Ultra, o que sugere que jogos sem ray tracing podem não ganhar muito.

Neoverse CSS N4

Para servidores, o CSS N4 suporta de 8 a 128 núcleos Neoverse N4 por die (a maior faixa entre os CSS da Neoverse), com frequências de até 3,8 GHz, cache L1 de 64 KB por tipo, L2 privado de até 2 MB por núcleo, cache de sistema de até 256 MB por die, DDR5 ou LPDDR6, até 128 lanes de PCIe Gen 6/7 com CXL 4.0, e interconexão chip-to-chip da Arm com suporte a UCIe ou PHYs de parceiros. Há suporte a designs multi-chiplet e multi-socket. Ficam em aberto questões como qual núcleo o N4 usa e detalhes de barramento e lanes por die.

Crítica à divulgação técnica

O autor critica a divulgação técnica da Arm como decepcionante: a apresentação deixou lacunas que só foram preenchidas mediante perguntas. No C2-Ultra, as alegações de melhoria de predição de branch carecem de detalhes, e os números de desempenho misturam mudanças de núcleo com clock maior, L2 maior e mais largura de banda de memória. A G2-Ultra NX entrega mais detalhes, mas o rótulo de "maior rearquitetura em sete gerações" criou expectativa de profundidade técnica não cumprida, e a limitação de formatos do acelerador de matrizes ficou sem explicação. O CSS N4 foi o extremo: um único slide com informações básicas. Segundo o autor, a Arm tem produtos que merecem destaque, mas a apresentação falha em comunicá-los.