​Arm 推出 Arm®v9 架构 面向人工智能、安全和专用计算的未来

​Arm 推出 Arm®v9 架构 面向人工智能、安全和专用计算的未来拉风的极客2021/03/31摘要

全新的 Armv9 架构将会成为未来 3,000 亿颗基于 Arm 架构芯片的先驱，基于通用计算具备的经济性、设计自由度和可及性的优势，Arm v9 架构进一步推进专用计算处理，提供更高的性能、增强的安全性以及数字信号处理和机器学习功能。

（2021 年 3 月 31 日）Arm 今日宣布推出 Arm®v9 架构，以满足全球对功能日益强大的安全、人工智能（AI）和无处不在的专用处理的需求。Armv9 立足于 Armv8 的成功基础，是这十年来最新的 Arm 架构。Armv8 正在当今需要计算的领域中驱动最佳的每瓦性能表现。

Arm 首席执行官 Simon Segars 表示，「在展望由 AI 定义的未来时，我们必须夯实先进的计算基础，以应对未来的独特挑战。Armv9 就是我们给出的答案。在通用计算所具备的经济性、设计自由度和可及性的基础上，市场需要普适专用、安全而强大的处理能力，这将驱动下一个 3,000 亿个基于 Arm 架构的芯片发展，而 Armv9 就是这些芯片的技术先驱。」

基于 Arm 架构的芯片出货量在持续加速，过去五年基于 Arm 架构的设备出货量超过 1,000 亿。按照目前的速度，无论是在终端、数据网络还是云端，全球 100% 的共享数据很快将会通过 Arm 技术进行处理。如此广泛的应用让 Arm 肩负更多的责任和使命，为此，Arm 在 Armv9 中提供更多的安全性和性能，顺应 AI、物联网和 5G 在全球范围内的强劲发展，加速每个产业应用从通用计算转向专用计算。

安全：计算的最大挑战

为了解决当今最大的技术挑战——保护全球数据安全，Armv9 架构路线图引入了 Arm 机密计算架构（Confidential Compute Architecture, CCA）。机密计算通过打造基于硬件的安全运行环境来执行计算，保护部分代码和数据，免于被存取或修改，甚至不受特权软件的影响。

Arm CCA 将引入动态创建机密领域（Realms）的概念，机密领域面向所有应用，运行在独立于安全或非安全环境之外的环境中，以实现保护数据安全的目的。例如，在商业应用中，机密领域可以保护系统中商用机密数据和代码，无论它们正被使用、闲置或正在传输中。事实上，在最近一项针对企业高管的 Pulse 调查中，超过九成的受访者相信，机密计算可以帮助降低企业在安全方面投入的成本，如此一来，他们可以转而大量的投入工程创新。

微软 Azure Edge 和平台部门企业副总裁兼首席技术官 Henry Sanders 表示，「随着从边缘到云的用例越来越复杂，我们已经不能用一个放之四海而皆准的方案来解决所有用例。因此，异构计算正变得越来越普遍，这需要硬件和软件开发商之间加强协同。Arm 与微软密切合作开发的 Armv9 机密计算功能就是硬件和软件之间协同的一个很好的范例。Arm 处于独一无二的位置，可以在生态系统的核心加速异构计算，在驱动数十亿设备的计算架构上促进开放创新。」

无处不在的 AI：呼唤专用、可扩展的解决方案

AI 工作负载的普遍性和广泛性需要更多样化和专用的解决方案。据估计，到 21 世纪 20 年代中期，全球将有超过 80 亿台搭载 AI 语音辅助的设备。且 90% 或更多设备上的应用程序将包含 AI 元素以及基于 AI 的界面，如视觉或语音。

为了满足这一需求，Arm 与富士通合作开发了可伸缩矢量扩展（Scalable Vector Extension, SVE）技术，并驱动了世界上最快的超级计算机「富岳」。在此基础上，Arm 为 Armv9 开发了 SVE2，以便在更广泛的应用中实现增强的机器学习和数字信号处理能力。

SVE2 增强了对在 CPU 上本地运行的 5G 系统、虚拟和增强现实以及 ML 工作负载的处理能力，例如图像处理和智能家居应用。在未来几年，Arm 将进一步扩展其技术的 AI 能力，除了在其 Mali™ GPU 和 Ethos™ NPU 中持续进行 AI 创新外，还将大幅增强 CPU 内的矩阵乘法。

通过系统设计实现性能最大化

在过去的五年，Arm 技术每年都以超过业界的速度提升 CPU 性能。Arm 在新一代架构 Armv9 上将保持这个速度，预计未来两代移动和基础设施 CPU 的性能提升将超过 30%。

然而，随着行业从通用计算向普遍的专用处理发展，每年两位数的 CPU 性能提升是不够的。除了增强专用处理能力，Arm 的 全面计算（Total Compute）设计方法将通过集中的系统级硬件和软件优化以及用例性能的提高，加速总体计算性能。

通过将全面计算的设计原则应用在包含汽车、客户端、基础设施和物联网解决方案的整个 IP 组合中，Armv9 系统级技术将遍及整个 IP 解决方案，并改善个别 IP。此外，Arm 还在开发多项技术以提高频率、带宽、缓存，并降低内存延迟，从而最大限度地提升基于 Armv9 的 CPU 性能。

下一个计算十年的愿景

Arm 高级副总裁、首席架构师兼技术院士 Richard Grisenthwaite 表示，「更复杂的基于 AI 的工作负载需求，正在推动更安全和专用处理的发展，这将是打开新市场、抓住新机遇的关键。Armv9 将赋能开发者通过弥合软硬件之间的关键差距，构建和编程未来的可信计算平台，同时实现标准化，帮助我们的合作伙伴在更快的上市时间和成本控制之间取得平衡，同时能够创建自己独特的解决方案。」

欲了解更多 Arm 对下一个计算十年的愿景，请访问 Arm 官网：

Simon Segars 讲述公司实现基于 Armv9 的下一代专用计算的历程，探讨 Arm 不断发展的生态网络和发展愿景。Richard Grisenthwaite 和技术领导团队展望 Arm 架构的未来。Simon Segars 和微软总裁 Brad Smith 高峰对话。Arm 与谷歌、富士康、微软、NVIDIA、恩智浦、Unity、大众、Zoom 等 Arm 生态合作伙伴进行前瞻性专题讨论。分享至最新文章

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