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ARMv9重大更新升级,华为海思麒麟影响多大,能否获授权指令集使用?

时间:2021-03-31 16:58:04 阅读:
我们每天使用的手机都是基于ARM指令集的处理器,其中苹果A14处理器,骁龙888处理器,华为海思的麒麟9000处理器等. ARM推出ARMv9指令集,官方称之为过去10年最重要的创新,提高安全性,增强矢量计算、机器学习和数字信号处理,同时不断提高处理器性能, 搭载ARMv9处理器的芯片最早将于2021年底上市。然而,华为海思能否使用这个ARMv9版呢?
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我们每天使用的手机都是基于ARM指令集的处理器,其中苹果A14处理器,骁龙888处理器,华为海思的麒麟9000处理器等. ARM推出ARMv9指令集,官方称之为过去10年最重要的创新,提高安全性,增强矢量计算、机器学习和数字信号处理,同时不断提高处理器性能, 搭载ARMv9处理器的芯片最早将于2021年底上市。然而,华为海思能否使用这个ARMv9版呢?

华为是否可用?

此外,很多人非常关心一个问题,那就是华为还能不能使用ARMv9?

对于这个问题,在今天下午的Arm Vision Day中国沟通会上,ARM官方人员透露了重要信息:

ARM既有源于美国的IP,也有非源于美国的IP。经过全面的审查,ARM确定其ARMv9架构不受美国出口管理条例(EAR)的约束。ARM已将此通知美国政府相关部门,我们将继续遵守美国商务部针对华为及其附属公司海思的指导方针。

由于美国的霸权行为,目前华为先进芯片已经无法获得代工支持了,但是对应后续芯片的研发华为应该不会放弃。目前华为最新的移动处理器是麒麟9000,基于Armv8 的 A77架构。因为华为早已购买了Armv8架构,所以基于此架构的A78、X1架构华为依然可用。但是华为是否可用最新的基于Armv9架构?

早在2019年9月25日,ARM全球负责芯片授权的IP产品事业群总裁热内·哈斯(Rene Haas)曾明确表示,华为和海思是ARM的长期合作伙伴,后续的芯片架构都可以授权给华为海思。哈斯表示,在2019年5月美国政府将华为列入实体清单后,ARM对公司产品进行了厘清,目前有了一个明确结论,即无论是目前的V8架构,还是后续新的芯片架构,都是基于英国技术开发,不会受美国出口管制影响,可以授权给华为海思。由此看来只要ARM没有被美国公司英伟达所收购的化,Armv9架构授权给华为还是应该问题不大的。

 

ARM公布Armv9架构

今日,ARM 公司正式宣布推出全新的 Armv9 架构,这是自 2011 年 10 月推出 Armv8 架构近十年之后,该公司对其 CPU 架构的首次重大调整变革。多年来,ARM 公司一直对指令集架构进行各种更新和扩展。该公司表示,本次 v9 架构旨在为移动端设备、计算机和服务器提供更强的算法支持。

 

Arm 架构的发展历程。

全新的 Armv9 架构有三个侧重点,分别是 AI、矢量和 DSP 性能改进、安全性。在具体细节上,Armv9 架构沿用 AArch64 基准指令集,并在功能方面添加了一些非常重要的扩展,从而确保 ARM 公司增加架构编号,并针对 v9 架构新特征以及多年来发布的各种 v8 架构扩展进行软件层面的基准重定。

据 ARM 公司表示,未来 Armv9 架构将装备在 3000 亿颗 ARM 芯片中。并且,按照现有发展速度,预计未来五年内 ARM 设备的出货量将超过 1000 亿台。

但遗憾的是,ARM 并没有透露首款基于 Armv9 架构的新芯片的具体发布时间,想必还需要等待一段时间。

 

Armv9 架构未来 10 年的 CPU 计算平台奠定了基础。

Armv9 架构新特征

全新 Armv9 架构主要有三项侧重点:AI、矢量和 DSP 性能改进以及安全性。首先来看 DSP 和 AI 性能。

 

DSP、ML 和 xR 工作负载的扩展矢量处理。

对于开发者和用户而言,全新 Armv9 兼容性 CPU 的最显著特征是将可伸缩矢量扩展 2(SVE2)作为 ARM NEON 技术之后新的基准。SVE2 发布于 2019 年 4 月,旨在加速高性能计算,在处理 5G、虚拟现实(VR)和增强现实(AR)以及图像和语音识别等机器学习(ML)任务负载时具有很大增益。

ARM 认为,未来几年,ML 工作负载将变得越来越普遍。相应地,任何以性能或功耗为中心的设备需要在专用加速器上运行 ML 工作负载,但其中的大多数仍会选择采用在 CPU 上运行的更小范围的 ML 工作负载。

矩阵乘法指令(matrix multiplication instruction)是关键所在,是其自身作为 Armv9 CPU 一项基准特性被广泛使用的重要步骤。

安全性

ARM 希望通过全新的保密计算架构(Confidential Compute Architecture, CCA)来解决安全性问题。为此,ARM 引入一种新的概念——域(realms),它可以被视为对操作系统(OS)或虚拟机管理程序(hypervisor)完全不透明的安全容器执行环境。虽然虚拟机管理程序依然存在,但只负责资源调度和分配任务。

此外,域还将由新实体「域管理器」(realm manager)来管理,域管理器的代码量大约是虚拟机管理程序的 1/10。

 

Armv9 采用的 CCA 架构。

域内的应用将能够验证并确认域管理器是否可以信任,这对于传统虚拟机管理程序而言是无法实现的。ARM 并没有深入地介绍是什么在操作系统和虚拟机管理程序的域和非安全区域之间造成了这种隔离(separation),但听起来像是硬件支持的地址空间无法实现彼此之间的交互。

 

使用域的简单和复杂示例。

使用域的好处在于极大地减少了设备上运行的应用的信任链,同时操作系统也对安全问题变得非常透明。此外,ARM 还引入了内存标签(Memory Tagging)扩展,同样有助于消除安全问题。

 

ARM 引入的内存标签扩展。

最后,ARM 表示,在未来的两次芯片迭代中,Armv9 架构将会带来 30% 的性能提升。

责编:editorAlice

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