ARM big.LITTLE & DynamIQ

Als big.LITTLE wird eine Technologie von ARM für heterogenes Multiprozessing in mehrkernigen Prozessoren bezeichnet, welche sich aus unterschiedlichen Typen von CPU Kernen zusammensetzen. ARM CPU Kerne sind in unterschiedlichen Leistungsklassen verfügbar, wobei je nach Klasse der Fokus entweder auf Effizienz oder Leistung liegt. In modernen Prozessordesigns werden diese unterschiedlichen Kerntypen kombiniert, um den Anwendungen dynamisch je nach Bedarf auf Leistungs- oder Effizienz-Kernen ausführen zu können. Mit dieser Methode kann der Energiebedarf mobiler Endgeräte deutlich optimiert werden, indem Aufgaben mit geringem Leistungsbedarf auf Effizienz-Kernen ausgeführt werden und Performance-Kerne für Aufgaben mit hohem Leistungsbedarf vorbehalten bleiben.

Die unterschiedlichen Kerntypen werden in sogenannten "Clustern" zusammengefasst. Gängig ist die Unterteilung bei Smartphone-Chips in zwei oder drei Clustern. In der Regel gibt es ein Cluster bestehend aus Performance-Kernen und ein Cluster bestehend aus Effizienz-Kernen. Manche Chips setzen auch auf drei Cluster und schieben in die Mitte ein Cluster mit CPU Kernen, welche einen Mittelweg aus Effizienz und Leistung beschreiten. big.LITTLE bietet Unterstützung für bis zu vier CPU Kerne in einem Cluster.

Der Nachfolger von big.LITTLE ist DynamIQ und legt den Fokus auf mehr Flexibilität. Mit aktuellen CPU Kernen von ARM wird big.LITTLE nicht mehr unterstützt. Chiphersteller müssen also zwangsläufig auf DynamIQ setzen, sodass big.LITTLE heute kaum noch Relevanz hat. DynamIQ erlaubt bis zu 8 CPU Kerne in einem Cluster und das Zusammenschalten von bis zu 32 Clustern für insgesamt bis zu 256 CPU Kerne.

Interessant ist dabei, dass DynamIQ auch das Mischen von unterschiedlichen CPU Kernen in einem Cluster erlaubt. Interessant ist an DynamIQ darüber hinaus, dass die CPU Kerne innerhalb eines Clusters relativ unabhängig voneinander getaktet werden können. Dies erlaubt eine weitere Optimierung des Energiebedarfs und damit der Effizienz eines ARM basierten Mobilprozessors. DynamIQ bietet außerdem eine optimierte Anbindung der Caches, was für eine geringere Latenz und einen erhöhten Datendurchsatz sorgt.

Ein weiterer Vorteil von DynamIQ gegenüber big.LITTLE liegt in der Steuerung der Stromversorgung einzelner CPU Kerne und Cluster. Bei big.LITTLE wurde hier noch vieles per Software geregelt. DynamIQ setzt dagegen verstärkt auf eine Hardware-basierte Steuerung. Dadurch fallen auf Software-Seite einige Schritte weg, was weitere Vorteile bei Effizienz und Performance mit sich bringt.