Mentre ARM Cortex-X2 e Cortex-A710 sono una evoluzione diretta dei Cortex-X1 e Cortex-A78 con un refresh alla nuova architettura, invece i Cortex-A510 rappresentano un completo ripensamento dei core ad alta efficienza di ARM. Un re-design davvero necessario dopo anni in cui le attenzioni del chipmaker inglese si erano concentrate principalmente se non esclusivamente sui core ad alte prestazioni.
Gli ARM Cortex-A510 restano processori in-order e quindi sacrificano le prestazioni in favore di consumi particolarmente ridotti, però ARM sottolinea che questo non significa che siano lenti! Grazie a sistemi predittivi e di prefetching fra i migliori della categoria mutuati direttamente dai processori flagship del programma Cortex-X ed alla nuova architettura ARMv9.0 si riescono a superare le prestazioni degli ARM Cortex-A73, i big core del 2017 di tipo out-of-order. E non parliamo di un vantaggio di poco conto: +10% di istruzioni per ciclo di clock (IPC), +15% frequenza di clock ma consumi più bassi del 35%.
Due ARM Cortex-A510 possono essere combinati in una coppia che prende il nome di "merged core", condividendo cache L2 e le pipeline FP/NEON/SVE2 SIMD fra i due core. Non c'è un vantaggio in termini di prestazioni e peraltro è una funzione opzionale, ma potrebbe tornare utile per ridurre il footprint dei nuovi processori o per consentire di alloggiare più di 8 core perché ogni coppia di merged core occupa solo un'interfaccia sulla DSU.
È ora supportata la decodifica di tre istruzioni per ciclo (3-wide), ed è stata anche migliorata la fase di load store che utilizza due pipeline in grado di eseguire il doppio delle operazioni di load per ciclo. Ciascuna pipeline ha una ampiezza doppia per un totale di una bandwidth quadrupla rispetto ai Cortex-A55.