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十年来最大技术革新!Arm发布Armv9架构!不受美国EAR约束,华为可获授权!

2021-03-31 16:57:00

当地时间3月30日,Arm宣布正式推出Armv9架构,以应对全球对无处不在的专业化处理的需求,这种处理具有越来越强大的安全性和人工智能(AI)能力。Armv9是ARM公司十年来的最大技术革新。上一代V8架构发布于2011年10月。

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。

在今天举行的Arm Vision Day活动上,Arm首席执行官Simon Segars、Arm高级副总裁、首席架构师兼技术院士Richard Grisenthwaite,以及Arm市场营销副总裁Ian Smythe向包括电子发烧友网在内的媒体分享了Armv9架构的特点,以及对未来半导体发展趋势的见解,并针对V9架构的授权合规作出了回应。

在谈到Armv9与上一代Armv8架构的区别时,Arm高管指出,V9架构在SVE2、机密计算架构以及专用计算方面具有较大提升。



Armv9开发了最新SVE2技术

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。

Arm高管谈到,SVE2可以提供机器学习和DSP更多矢量化、并行化处理。SVE2 通过补充新的可扩展SIMD指令集所需的指令,来解决针对HPC工作负载较多,而缺少通用性较强的指令的问题,以用于更多样的DSP工作负载。

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MaliGPU和EthosNPU中持续进行AI创新外,还将大幅增强CPU内的矩阵乘法。

可以看出,SVE2技术对于Armv9架构强化其人工智能的特性有着至关重要的作用。

Armv9增强安全,引入机密计算架构

基于Armv8架构,Arm已经开始在基于CortexA、M、R系列引入TrustZone安全硬件以及推动PSA安全标准,PSA标准正从M扩展到A,进而是R系列。

Armv9比V8架构拥有更强大的安全性能,覆盖从云到端的安全。在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。

从通用计算转向专用计算

Arm面向计算领域提供CPU、GPU、NPU等多项处理器IP,尤其是注重CPU性能的提升。

事实上,与2016年的Cortex-A73相比,Cortex-X1性能提升了2.5倍。 Neoverse V1较2015年的A72提升了2.4倍的性能。在新一代架构Armv9上,Arm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Arm也看到,针对不同的行业应用,由通用计算向专用计算的发展趋势,Arm高管强调面向不同需求,架构本质上需要具有更大的弹性。例如在智能家居领域可能是CPU加NPU的组合,AR/VR显示需要GPU、NPU、CPU的组合,在智能手机端则更注重CPU、GPU、NPU这样的组合。





Arm高管表示,如今CPU越来越强大的同时,NPU也将越来越成熟。对于终端产品而言将具有更好的成本和性能,例如未来在不到一美元的MCU上可轻松实现语音识别等功能。

除了专用计算外,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。

应用进度

据介绍,Armv9将适用于全系列Arm产品的,但将率先用于ArmCortex A系列产品,后面会逐渐用在M、R系列采用。首款采用Armv9架构的芯片终端将于今年年底发布。Arm高管表示,尤其在服务器和汽车领域,我们看到不少厂商有兴趣采用Armv9架构。也就是说,Armv9架构将首先在智能手机、服务器以及无人驾驶、汽车智能化等领域大力推动发展,并逐渐扩展到物联网等领域。

最后谈到Armv9的授权合规问题,Arm高管表示,Arm既有源于美国的IP,也有非源于美国的IP。经过全面的审查,Arm确定其Armv9架构不受美国出口管理条例(EAR)的约束。Arm已将此通知美国政府相关部门,我们将继续遵守美国商务部针对华为及其附属公司海思的指导方针。

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芯片美国授权约束

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