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ARMv9架构详解:注重人工智能和安全,目标是未来3000亿颗芯片市场

时间:2021-03-31 作者:综合报道 阅读:
ARM于2011年首次推出v8.x指令集,当时最大的特点是支持了64位指令集,从此开启了ARM在移动领域包括手机终端的攻城略地。十年过去了,今日凌晨,ARM正式推出ARMv9指令集,两个核心侧重点:人工智能和安全,目标是未来3000亿颗芯片市场。
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ARM于2011年首次推出v8.x指令集,当时最大的特点是支持了64位指令集,从此开启了ARM在移动领域包括手机终端的攻城略地。十年过去了,今日凌晨,ARM正式推出ARMv9指令集,两个核心侧重点:人工智能和安全,目标是未来3000亿颗芯片市场。

ARM公司表示,armv9 将会装备在未来 3000 亿颗 ARM 芯片中。此外公司还表示按照现有的发展速度,预估未来 5 年内 ARM 设备的出货量超过 1000 亿台,共享数据(无论是终端还是云端) 100% 在 ARM 芯片上处理。

ARMv9在兼容ARMv8的基础上,提升了安全性、增强了矢量计算、机器学习及数字信号处理,同时继续提升处理器性能。

性能上的变化,以智能手机等移动平台使用的Cortex-X/A系列为例,X1/A78这一代的性能相比16nm A72提升2.5倍,下一代的Matterhorn架构及Makalu架构会保持30%以上的IPC性能提升。

IPC提升与频率无关,如果再考虑到未来工艺带来的频率增加,那么CPU性能有望提升40%以上。

除了CPU性能,ARMv9还非常重视整体的性能提升,包括降低内存延迟(从150ns降至90ns)、频率提升(从2.6GHz到3.3GHz)内存带宽(从20GB/s到60GB/s)、缓存等。

ARMv9这次与性能有关的一个重要升级是SVE2指令集,SVE最早是ARM与富士通合作的浮点性能扩展,日本最强也是TOP500最强超算富岳就使用了SVE指令集,现在推出的是第二代SVE浮点指令了。

相比SVE的128位矢量,SVE2可以支持多倍128位运算,最多2048位,因此SVE2可以增强ML机器学习、DSP信号处理能力,提升了未来5G、虚拟现实、增强现实以及CPU本地运行ML的性能,同时ARM未来还会继续提升AI人工智能性能。

除了CPU之外,这次还简单提到了未来的Mali GPU,ARM会增加更多高级功能,比如VRS可变帧率渲染、RT光线追踪及其他高级渲染技术等。

在ARMv9中,最重要的一项挑战其实是数据安全,这一次ARM推出了全新的CCA机密计算体系架构,基于之前的TrustZone安全技术,但引入了动态域技术,它对操作系统及管理程序来说是完全不透明的,不会被系统或者软件提权攻击,而且依然可以接受管理及调度。

ARM今天公布的ARMv9指令集极具创新,是未来10年3000多亿ARM芯片的基础,不过现在具体的细节还很少,只是一个初步的路线图,今年夏天还会公布更多详细内容。

ARM 首席执行官 Simon Segars 表示:“当我们展望由人工智能定义的未来时,我们必须奠定一个领先的计算基础,为应对未来的独特挑战做好准备。armv9 就是答案,它将会成为下个 3000 亿台 ARM 芯片的最前沿,其驱动力是建立在通用计算的经济性、设计自由度和可获得性基础上的普遍的专业化、安全和强大的处理需求”。

ARMv9 架构有两个核心侧重点:人工智能和安全。ARM 表示到 21 世纪中叶,将会有超过 80 亿台语音辅助设备,90% 的应用将包含 AI 元素。

ARM 与富士通合作创建了可扩展矢量扩展(SVE),现在,SVE2 是 armv9 的一部分,用于更好的机器学习和数字信号处理。在安全方面,

ARMv9 会获得 Arm Confidential Compute Architecture (CCA),在使用时屏蔽数据的访问,在硬件层面保护数据。此外,还会有一个叫做 Realms 的东西,应用程序可以在安全和非安全区域之外使用。ARM 并没有透露首款基于 armv9 的新芯片何时会发布

责编:EditorDan

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