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Arm推出Armv9架構 面向人工智慧、安全和專用計算的未來

2021-04-11由 DoNews 發表于 科技

3月31日 Arm 宣佈推出Arm®v9架構,以滿足全球對功能日益強大的安全、人工智慧(AI)和無處不在的專用處理的需求。Armv9立足於Armv8的成功基礎,是這十年來最新的Arm架構。

Arm執行長Simon Segars表示,“在展望由AI定義的未來時,我們必須夯實先進的計算基礎,以應對未來的獨特挑戰。Armv9就是我們給出的答案。在通用計算所具備的經濟性、設計自由度和可及性的基礎上,市場需要普適專用、安全而強大的處理能力,這將驅動下一個3,000億個基於Arm架構的晶片發展,而Armv9就是這些晶片的技術先驅。”

基於Arm架構的晶片出貨量在持續加速,過去五年基於Arm架構的裝置出貨量超過1,000億。按照目前的速度,無論是在終端、資料網路還是雲端,全球100% 的共享資料很快將會透過Arm技術進行處理。如此廣泛的應用讓Arm肩負更多的責任和使命,為此,Arm在Armv9中提供更多的安全性和效能,順應AI、物聯網和5G在全球範圍內的強勁發展,加速每個產業應用從通用計算轉向專用計算。

安全:計算的最大挑戰

為了解決當今最大的技術挑戰——保護全球資料安全,Armv9架構路線圖引入了Arm機密計算架構(Confidential Compute Architecture, CCA)。機密計算透過打造基於 硬體 的安全執行環境來執行計算,保護部分程式碼和資料,免於被存取或修改,甚至不受特權 軟體 的影響。

Arm CCA將引入動態建立機密領域(Realms)的概念,機密領域面向所有應用,執行在獨立於安全或非安全環境之外的環境中,以實現保護資料安全的目的。例如,在商業應用中,機密領域可以保護系統中商用機密資料和程式碼,無論它們正被使用、閒置或正在傳輸中。事實上,在最近一項針對企業高管的Pulse調查中,超過九成的受訪者相信,機密計算可以幫助降低企業在安全方面投入的成本,如此一來,他們可以轉而大量的投入工程創新。

微軟 Azure Edge和平臺部門企業副總裁兼首席技術官Henry Sanders表示,“隨著從邊緣到雲的 用例 越來越複雜,我們已經不能用一個放之四海而皆準的方案來解決所有用例。因此,異構計算正變得越來越普遍,這需要硬體和軟體開發商之間加強協同。Arm與微軟密切合作開發的Armv9機密計算功能就是硬體和軟體之間協同的一個很好的範例。Arm處於獨一無二的位置,可以在生態系統的核心加速 異構計算 ,在驅動數十億裝置的計算架構上促進開放創新。”

無處不在的AI:呼喚專用、可擴充套件的解決方案

AI工作負載的普遍性和廣泛性需要更多樣化和專用的解決方案。據估計,到21世紀20年代中期,全球將有超過80億臺搭載AI語音輔助的裝置[ Statista Research Department 發表於2021年1月22日]。且90% 或更多裝置上的應用程式將包含AI元素以及基於AI的介面,如視覺或語音[ IDC FutureScape 概述了“數字霸權”將對企業轉型和IT行業產生的影響。

為了滿足這一需求,Arm與富士通合作開發了可伸縮向量擴充套件(Scalable Vector Extension, SVE)技術,並驅動了世界上最快的超級計算機“富嶽”。在此基礎上,Arm為Armv9開發了SVE2,以便在更廣泛的應用中實現增強的機器學習和數字訊號處理能力。

SVE2增強了對在CPU上本地執行的5G系統、虛擬和增強現實以及ML工作負載的處理能力,例如影象處理和智慧家居應用。在未來幾年,Arm將進一步擴充套件其技術的AI能力,除了在其Mali GPU和Ethos NPU中持續進行AI創新外,還將大幅增強CPU內的 矩陣乘法 。

透過系統設計實現效能最大化

在過去的五年,Arm技術每年都以超過業界的速度提升CPU效能 。Arm在新一代架構Armv9上將保持這個速度,預計未來兩代移動和基礎設施CPU的效能提升將超過30%。

然而,隨著行業從通用計算向普遍的專用處理發展,每年兩位數的CPU效能提升是不夠的。除了增強專用處理能力,Arm的 全面計算(Total Compute)設計方法將透過集中的系統級硬體和軟體最佳化以及用例效能的提高,加速總體計算效能。

透過將全面計算的設計原則應用在包含汽車、客戶端、基礎設施和物聯網解決方案的整個IP組合中,Armv9系統級技術將遍及整個IP解決方案,並改善個別IP。此外,Arm還在開發多項技術以提高頻率、頻寬、快取,並降低 記憶體延遲 ,從而最大限度地提升基於Armv9的CPU效能。

Arm高階副總裁、首席架構師兼技術院士Richard Grisenthwaite表示,“更復雜的基於AI的工作負載需求,正在推動更安全和專用處理的發展,這將是開啟新市場、抓住新機遇的關鍵。Armv9將賦能開發者透過彌合軟硬體之間的關鍵差距,構建和程式設計未來的可信計算平臺,同時實現標準化,幫助我們的合作伙伴在更快的上市時間和成本控制之間取得平衡,同時能夠建立自己獨特的解決方案。”

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