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人工智能应用需要一种专用的处理器IP

时间:2017-06-05 作者:Sally Ward-Foxton 阅读:
机器学习方面可以看到许多创新的产品,但没有一种解决方案能通用于所有的问题;机器学习领域将会出现各种型态与不同的解决方案…
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ARM在台北国际计算机展(Computex 2017)期间推出两款新的应用处理器核心——高阶Cortex-A75与中阶Cortex-A55,积极加速人工智能(AI)技术应用,并期望在2035年以前抢攻所有IoT设备市场。cY9EETC-电子工程专辑

比起前一代处理器,Cortex-A75提供更高的效能,Cortex-A55在性能与能效方面也更为提升。与以往不同的是,此两款处理器核心具备一定的可配置性,适用于所有Cortex-A系列的市场应用,以前的核心只适于特定应用,如A73适合移动设备,或A72适于服务器。两款新核心均采用新的DynamIQ技术,即ARM重新定义多核心处理器的架构。cY9EETC-电子工程专辑

Design Start更是重新定义了客制化SoC设计工具cY9EETC-电子工程专辑

ARM CPU部门营销副总裁John Ronco说:“DynamIQ技术为Cortex-A丛集设计带来新的改变,单一丛集现在可容纳8颗完全不同的CPU核心,同时也存在不同的微处理器架构与执行方式,可以在不同电压域与频率下运作,并提供许多弹性。”
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DynamIQ技术是一种打造多核心应用处理器的全新架构 (来源:ARM)cY9EETC-电子工程专辑

相较于ARM先前的big.LITTLE架构,较大的核心可以与较小的核心一起使用,以较小的核心来节省功耗。然而,在使用上仍有所限制,只能使用两种大小的核心,而且必须在不同的丛集中运作,功耗与效能的设定也必须一致。cY9EETC-电子工程专辑

DynamIQ技术则使得大小核心能混搭运作,异质核心可在相同的丛集中共存,提供不同的配置或优化。它还搭载了升级的内存子系统,以处理不同核心内的数据流动(data flowing),以及新的特定指令集来处理AI功能。cY9EETC-电子工程专辑

Ronco以行动领域的中阶CPU为例表示,以往可能使用相同的核心,如8颗Cortex-A53;如今,这些设置可能会转变为1颗大核心加上7颗小核心,如1颗A75加上7颗A55。尽管这种方式可能会使芯片面积微幅增加,但却能让单线程的效能几乎倍增,从而有助于应用程序(app)的启动时间以及其他使用者经验,为智能型手机应用带来重大改变。cY9EETC-电子工程专辑

ARM预期新核心的用途很广,基于DynamIQ技术的CPU主要运用在机器学习。透过改良架构、新的微型架构功能以及软件优化,ARM目标是在未来的3到5年内提升50倍的性价比,加速AI应用导入。
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Cortex-A55的性能与前一代A53核心的比较;以ISO流程与频率为基础 (来源: ARM)cY9EETC-电子工程专辑

Ronco说:“机器学习方面可以看到许多创新的产品,但没有一种解决方案能通用于所有的问题。机器学习方面会有许多的型态与不同的解决方案。要处理全部的工作负载,在CPU上执行的方式更有意义。DynamIQ技术能促进实现机器学习功能。”cY9EETC-电子工程专辑

Cortex-A55的前一代Cortex-A53是目前最广泛被采用的64-bit CPU,从行动设备到航空应用皆可见其踪迹;三年内已出货17亿个芯片,超过40项授权。比起A53,新的A55核心在相同的工艺节点与工作频率下,可提供双倍的效能,功耗更低15%,而且在配置上更为灵活弹性,也包含支持机器学习的新功能,且更具安全性与可靠性。cY9EETC-电子工程专辑

Ronco 说:“A53只有4核心,而支持多达8个核心的A55可容纳在单丛集中。有了DynamIQ技术,这些核心可以根据不同情况做配置或优化,举例来说,优化性能或能源效率,而且也可以有不同的快取配置。”cY9EETC-电子工程专辑

A75可以运用在任何市场,其优越的效能将会被广泛运用在行动设备、消费性电子、服务器基础架构与自动驾驶车市场。若以使用最新互连技术的设备做比较,在移动设备上,A75比起前一代的A73在单线程中可提升20%的效能,而在基础设施应用上,A75的效能比A72提高了40%。
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Cortex-A75的性能与前一代A73的比较,以ISO流程与频率为基础 (来源:ARM)cY9EETC-电子工程专辑

Ronco说:“两种核心都可单独使用或是一起使用,采用big.LITTLE架构或是其他异质运算方式。由于更节能,小的核心(A55)在相同功耗下可达到更高效能。意即在big.LITTLE模式时,可以较长时间使用小核心,使整体效率提升。”cY9EETC-电子工程专辑

ARM投资关系副总裁Ian Thornton指出,新的母公司日本软银(SoftBank)对于ARM的发展有着详细的长期规划。这家日本集团的目标是在2035年以前,让ARM的处理器普及于预期的1兆个物联网(IoT)连网设备中。cY9EETC-电子工程专辑

Thornton也指出,日本软银拥有许多网络资产,包含数据中心、电信营运商等,而且,无疑地将会达到一些综效。日本软银也希望在该公司的其他应用市场采用ARM AI技术,包括消费性电子、工业、汽车和医疗保健。cY9EETC-电子工程专辑

Thornton提到,短期来说,ARM将会独立运作,其营运策略与经营模式不会改变,唯一的改变是该公司的产品开发蓝图将得以加速,由于资金挹注明显增加,ARM如今能承担更大的风险。该公司向外扩张版图也在计划中:预计在英国的员工数将在未来5年内倍增,其中约有高达25%来自于对外收购。cY9EETC-电子工程专辑

Thornton说:“ARM约相当于日本软银市值的十分之一,这让我们能自由地投资于我们所想要的部份。现在,我们的规模还很小,因此日本软银的大部份股东还没注意到我们,但至少理论上,未来,ARM将是推动日本软银向上成长的动力之一。”cY9EETC-电子工程专辑

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