近日
，在由易維訊主辦的第九屆年度中國電子ICT媒體論壇暨2021產業和技術展望研討會上
，安謀科技高級FAE經理鄒偉為業界深度解讀Arm曆經十年打磨才新發布的針對不同層次算力需求、機器學習（ML）發展路徑的全新一代Armv9架構

，其不僅是Arm架構演進的又一個裏程碑，也將成為Arm未來十年及更遠時代推進行業創新的基礎。

安謀科技高級FAE經理鄒偉現場演講

Armv9：憑何改變高性能計算方式？

縱(zong)觀(guan)半(ban)導(dao)體(ti)設(she)計(ji)在(zai)過(guo)去(qu)十(shi)多(duo)年(nian)的(de)發(fa)展(zhan)，特(te)別(bie)是(shi)在(zai)終(zhong)端(duan)消(xiao)費(fei)等(deng)領(ling)域(yu)，算(suan)力(li)帶(dai)來(lai)的(de)生(sheng)產(chan)力(li)的(de)提(ti)升(sheng)，通(tong)過(guo)移(yi)動(dong)互(hu)聯(lian)網(wang)把(ba)大(da)量(liang)的(de)計(ji)算(suan)力(li)放(fang)到(dao)每(mei)一(yi)個(ge)消(xiao)費(fei)者(zhe)的(de)手(shou)中(zhong)。與(yu)此(ci)同(tong)時(shi)


，傳(chuan)統(tong)依(yi)賴(lai)於(yu)人(ren)工(gong)采(cai)集(ji)和(he)分(fen)析(xi)數(shu)據(ju)的(de)過(guo)程(cheng)在(zai)第(di)五(wu)波(bo)計(ji)算(suan)浪(lang)潮(chao)中(zhong)正(zheng)演(yan)變(bian)成(cheng)機(ji)器(qi)對(dui)機(ji)器(qi)之(zhi)間(jian)的(de)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)
、存儲
、分析和服務。由此產生的海量數據需要在雲端、邊緣側配置更為強大的算力，並通過數據中心對獲得的數據進行分析、構建和決策。

Arm在(zai)成(cheng)為(wei)移(yi)動(dong)浪(lang)潮(chao)主(zhu)流(liu)架(jia)構(gou)之(zhi)外(wai)，已(yi)進(jin)入(ru)到(dao)邊(bian)緣(yuan)端(duan)和(he)雲(yun)端(duan)等(deng)新(xin)場(chang)景(jing)
，其(qi)獨(du)特(te)的(de)定(ding)位(wei)可(ke)為(wei)行(xing)業(ye)實(shi)現(xian)穩(wen)固(gu)的(de)安(an)全(quan)基(ji)礎(chu)
，同(tong)時(shi)確(que)保(bao)開(kai)發(fa)者(zhe)以(yi)最(zui)簡(jian)便(bian)、快速的方式來使用Arm的安全技術。據鄒偉介紹，截止至2020年底

，基於Arm IP的芯片累計售出1800億顆，涵蓋在各行各業每一個角落，每一個地方。共享的數據一定會有一個或多個環節經過Arm處理器計算，無論是數據采集的IoT設備

，還是日常使用的手機、智能電腦，甚至服務器、超級計算機等。

據Arm預測，未來十年合作夥伴基於Arm芯片的出貨量將超過3000億，100%的共享數據將在Arm芯片上進行處理，無論是在終端還是在雲端。因此
，亟需一款全新的處理器架構在未來十年內改變計算的方式，以提供更高的性能、改善安全功能並增強工作負載功能。

鄒偉現場介紹全新Armv9架構特性

“為此，Arm正式推出了麵向未來十年的新一代架構Armv9，是在目前已經廣泛使用的Armv8的基礎上
，繼續使用AArch64作為基準指令集，保持了向下兼容性
，在此基礎上分別在安全性
、AI與ML以及可伸縮矢量擴展和DSP上做出改進，擴展了應用範圍。”鄒偉表示，“Armv9構架實現的處理器可用於移動計算
、HPC高性能計算
、汽車和AI等市場等
，以滿足全球對功能日益強大的安全、人工智能和專用處理的需求，這意味著基於 Arm 架構的計算技術也將在智能手機以外的市場上獲得領導地位，借助移動生態係統帶來的巨大規模優勢，在筆記本電腦、台式機、雲等應用領域打造領先的解決方案。”

Arm全麵計算解決方案賦能終極數字體驗

盡jin管guan近jin些xie年nian全quan球qiu半ban導dao體ti產chan業ye風feng雲yun變bian幻huan，但dan提ti供gong先xian進jin算suan力li始shi終zhong是shi產chan業ye發fa展zhan的de根gen本ben目mu標biao。從cong這zhe個ge角jiao度du來lai看kan對dui芯xin片pian設she計ji企qi業ye又you將jiang麵mian臨lin哪na些xie挑tiao戰zhan呢ne？鄒zou偉wei分fen析xi道dao，首shou先xian是shiCPU的負載越來越複雜
，多樣化不同的場景中會需求不一樣，每個環節麵臨的挑戰都不一樣；而摩爾定律雖然減緩，但市場對性能
、功耗的追求依然沒有停歇，這也是一大挑戰；此外，高昂的掩膜價格以及生產周期變長
，設計一款5納米的芯片成本會非常高、生產周期又非常長。“我們希望芯片設計不僅覆蓋當前的應用
，也能覆蓋以後的應用，以獲得更長的生命周期，這要求我們通過架構
、設計、IP來應對這些客戶遇到的挑戰。”他強調道。

如果賦能終極的數字體驗是Arm構建未來計算願景的驅動力
，那Arm提出最新全麵計算解決方案則是開啟Armv9時代未來十年之旅的第一步。Arm全麵計算解決方案采用係統範圍的整體優化方法，橫跨硬件IP
、物理IP

、軟件、工具和標準，為Arm的de合he作zuo夥huo伴ban提ti供gong更geng為wei廣guang泛fan的de選xuan擇ze，滿man足zu所suo有you終zhong端duan細xi分fen市shi場chang的de應ying用yong場chang景jing和he成cheng本ben區qu間jian
，讓rang他ta們men能neng夠gou滿man懷huai信xin心xin地di通tong過guo最zui新xin的de技ji術shu
，將jiang高gao性xing能neng的de產chan品pin快kuai速su推tui向xiang市shi場chang。

作為Arm全麵計算解決方案的基石，全新的Arm Cortex CPU包括Arm目前性能最強大的Arm Cortex-X2、首款基於Armv9架構的大核CPU Arm Cortex-A710以及Arm過去四年來推出的首款高效率小核Arm Cortex-A510和Armv9-A CPU 群集。為支持生態係統對於性能的需求，Arm的全球合作夥伴正在努力確保所有app都將在今年年底前支持64位。正如鄒偉在演講中所述，算力多樣化時代
，Arm認為CPU的算力水準依然非常重要，它搭建了數字未來的基礎底座。

而在每代CPU性能動輒20-30%的大幅提升背後，是Arm對頻率、帶寬、時延
、緩存、工藝水平等各項指標一點點提升的不懈追求，在計算基礎架構的創新上一直牽引著行業的進展。因此除了提升CPU性能之外，Arm全麵計算解決方案同樣希望做係統級的提升，為客戶帶去更好的設計體驗。

此外，視覺體驗是消費者與設備交互、並享用設備的關鍵。據悉
，最新的Arm的Mali係列GPU正搭配全麵計算解決方案中的Armv9 CPU，可以提供卓越的用戶體驗。據鄒偉透露，未來Mali係列GPU也將持續超越大家的期待
，帶來光線追蹤技術
、可變速率著色VSR技術以及其他高級渲染技術等。

Arm 的互連技術對於提高係統性能同樣至關重要。最新的CoreLink CI-700一致性互連技術和CoreLink NI-700片上網絡互連技術與Arm CPU、GPU和NPU IP無縫搭配，可跨SoC解決方案增強係統性能。CoreLink CI-700和CoreLink NI-700對新的Armv9-A功能提供硬件級支持，並支持更高的安全性、改進的帶寬和延遲。

引入全新安全性功能
，守護數據核心資產

隨著全球聯網設備激增，芯片的安全性日益重要。對安全性的根本需求是重新思考如何處理安全性
，而Armv9架構則通過引入Arm機密計算體係結構（Confidential Compute Architecture, CCA）來lai重zhong新xin設she計ji安an全quan應ying用yong程cheng序xu的de工gong作zuo方fang式shi。機ji密mi計ji算suan通tong過guo打da造zao基ji於yu硬ying件jian的de安an全quan運yun行xing環huan境jing來lai執zhi行xing計ji算suan
，保bao護hu部bu分fen代dai碼ma和he數shu據ju

，免mian於yu被bei存cun取qu或huo修xiu改gai
，甚shen至zhi不bu受shou特te權quan軟ruan件jian的de影ying響xiang。

鄒偉進一步解釋道，Arm CCA將引入動態創建機密領域（Realms）的de概gai念nian，機ji密mi領ling域yu麵mian向xiang所suo有you應ying用yong
，運yun行xing在zai獨du立li於yu安an全quan或huo非fei安an全quan環huan境jing之zhi外wai的de環huan境jing中zhong
，是shi存cun儲chu數shu據ju和he執zhi行xing代dai碼ma的de動dong態tai安an全quan區qu域yu

，與yu操cao作zuo係xi統tong或huo管guan理li程cheng序xu的de特te權quan模mo式shi分fen離li，以yi實shi現xian保bao護hu數shu據ju安an全quan的de目mu的de。例li如ru，在zai商shang業ye應ying用yong中zhong，機ji密mi領ling域yu可ke以yi保bao護hu係xi統tong中zhong商shang用yong機ji密mi數shu據ju和he代dai碼ma
，無wu論lun它ta們men正zheng被bei使shi用yong、閑置或正在傳輸中。Arm機密計算體係結構建立在Arm的TrustZone技(ji)術(shu)之(zhi)上(shang)，是(shi)軟(ruan)件(jian)容(rong)器(qi)的(de)硬(ying)件(jian)版(ban)本(ben)，允(yun)許(xu)應(ying)用(yong)程(cheng)序(xu)輕(qing)鬆(song)地(di)在(zai)不(bu)同(tong)的(de)係(xi)統(tong)上(shang)運(yun)行(xing)。例(li)如(ru)在(zai)非(fei)安(an)全(quan)區(qu)的(de)運(yun)行(xing)的(de)應(ying)用(yong)程(cheng)序(xu)可(ke)以(yi)動(dong)態(tai)申(shen)請(qing)機(ji)密(mi)領(ling)域(yu)，以(yi)保(bao)護(hu)自(zi)己(ji)的(de)算(suan)法(fa)或(huo)數(shu)據(ju)。

“Arm還與合作夥伴共同開發平台安全架構PSA，作為一套標準的威脅模型、措cuo施shi及ji時shi間jian，提ti供gong給gei終zhong端duan設she計ji人ren員yuan使shi用yong，它ta與yu分fen級ji認ren證zheng相xiang結jie合he後hou可ke以yi讓rang此ci設she備bei的de采cai購gou者zhe對dui資zi產chan的de安an全quan性xing更geng放fang心xin。例li如ru在zai國guo內nei我wo們men便bian和he中zhong國guo信xin息xi通tong信xin研yan究jiu院yuan泰tai爾er實shi驗yan室shi等deng聯lian合he，以yi支zhi持chi基ji於yuPSA框架的安全物聯網解決方案大規模部署。” 鄒偉補充道。

打造新計算時代的大計算平台

除了安全性之外，機器學習也被視為Armv9的重要組成部分

，因為在未來幾年中越來越多的機器學習工作負載將變得司空見慣，在機器學習方麵Armv9架構支持BFloat16格式
，從而更好地去支撐Int8計算和BFloat16 的機器學習；可伸縮矢量擴展2（SVE2）的引入，則能夠更好地幫助開發者對高階的應用場景進行開發，在處理 5G
、虛擬現實和增強現實以及圖像和語音識別等任務負載時具有很大增益。

放眼瞬息萬變的數字世界
，智能終端不僅需要具備靈活性強、功耗低的特點，同時還要滿足AI/ML的工作負載需求，這些挑戰正推動更安全和專用處理的發展，也是打開新市場、抓住新機遇的關鍵。Armv9架構的發布與全麵計算解決方案以安全技術作為基礎，將解鎖整個生態係統的新體驗
，為未來十年構建可信的數字化服務。

鄒偉總結到：“新一代Armv9架jia構gou將jiang賦fu能neng開kai發fa者zhe通tong過guo彌mi合he軟ruan硬ying件jian之zhi間jian的de關guan鍵jian差cha距ju，構gou建jian和he編bian程cheng未wei來lai的de可ke信xin計ji算suan平ping台tai
，幫bang助zhu我wo們men的de合he作zuo夥huo伴ban在zai更geng快kuai的de上shang市shi時shi間jian和he成cheng本ben控kong製zhi之zhi間jian取qu得de平ping衡heng。安an謀mou中zhong國guo則ze致zhi力li於yu從cong技ji術shu到dao生sheng態tai全quan麵mian推tui動dong算suan力li革ge命ming
，並bing將jiang在zai自zi研yan架jia構gou上shang加jia大da投tou入ru，持chi續xu攜xie手shou生sheng態tai合he作zuo夥huo伴ban，依yi托tuo領ling先xian的deArm全球生態深入做強本土研發
，持續賦能本土產業創新的企業戰略。”