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十年磨一劍 Armv9針對未來人工智慧與安全性而打造
 

【CTIMES/SmartAuto 王岫晨 報導】   2021年03月31日 星期三

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Arm(安謀)推出 Armv9 架構,以因應全球與日俱增的對安全性、人工智慧(AI)與無所不在的特定處理的需求。Armv9 立足於 Armv8 的成功基礎,是十年來首次推出的全新 Arm 架構;如今 Armv8 在所有需要使用運算的地方,驅動著每瓦的最佳效能。

Arm公佈Armv9架構,右起 Arm 首席應用工程師徐煥昇、台灣總裁曾志光、應用工程總監徐達勇 、客戶事業群市場行銷總監蔡武男。
Arm公佈Armv9架構,右起 Arm 首席應用工程師徐煥昇、台灣總裁曾志光、應用工程總監徐達勇 、客戶事業群市場行銷總監蔡武男。

基於 Arm 架構的晶片出貨量持續攀升,過去五年來已經出貨超過 1,000 億個基於 Arm 架構晶片的裝置。依目前的速度推估,不管是在終端裝置、數據網路內,或是雲端上,全球 100% 的共享數據很快的都將藉由 Arm 的技術來處理。上述這種無所不在的運算使 Arm 責無旁貸,必須在 Armv9 架構上推出具備更高安全性、更佳效能,以及其他全新功能。隨著 AI、物聯網與 5G 在全球的強勁發展,Armv9 將加速從通用運算轉為特定運算的應用。

安全性:運算最大的挑戰

為了面對當今最大的科技挑戰-亦即保護全世界的數據,Armv9 架構藍圖推出 Arm 機密運算架構(CCA)。機密運算是在硬體架構的安全環境中執行運算,以協助保護部份使用中的程式碼與數據不被存取或修改,甚至特殊權限軟體也無法如此。

Arm CCA 將導入動態設置機密領域的概念,讓所有應用程式皆能在非安全與安全世界中使用。例如,在商業應用裡,機密領域可以在系統中保護使用中、閒置與傳輸中的具商業敏感性的數據與程式碼。Pulse 近期的調查顯示,超過 90% 的企業決策者表示,若企業具備機密運算,將能降低在安全方面投入的成本,轉而大幅提高對工程創新研發的資源。

無所不在的 AI 需要特定及可擴充的解決方案

AI 工作負載具有無所不在且範圍廣泛的特性,因此需要更多元與特定的解決方案。到 2020 年代中期,全球預計將有超過 80 億個正在使用且具備 AI 功能的語音助理裝置,且 90% 或更多的終端裝置應用將包含 AI 元素以及基於 AI 的介面,如視覺或語音。

為了對應這個需求,Arm 與富士通合作並研發可擴展的向量延伸指令集(SVE)技術,該技術成為全球速度最快的超級電腦富岳的核心。在 SVE 的基礎上,Armv9 將包含這些延伸指令集的進階版本 SVE2,以便在廣泛的應用情境中,實現強化機器學習(ML)與數位訊號處理(DSP)能力。

SVE2 可強化在 CPU 上運行的 5G 系統、虛擬與擴增實境,與機器學習等工作負載的處理能力,例如影像處理與智慧家庭應用。在未來幾年內,Arm 將大幅強化 CPU 內部的矩陣乘法能力,進一步擴展 Arm 的 AI 技術能力,同時持續推動在 Mali GPU 與 Ethos NPU 的 AI 創新。

透過系統設計讓效能極大化

在過去五年間,Arm 架構每年為 CPU 提供的效能提升都超越業界平均速度。Arm 也將在 Armv9 世代維持這樣的速率,預計未來兩代的行動與基礎架構 CPU,都將有超過 30% 的效能提升。

然而,隨著產業從通用運算朝向無所不在的特定處理發展,每年兩位數的 CPU 效能提升已經不夠。除了強化特定處理能力,Arm 的全面運算設計方法藉由聚焦系統層級的硬體與軟體優化以及 應用場景效能的提升,加速整體運算效能。

藉由將全面運算的設計原理應用到針對汽車、終端、基礎架構與物聯網解決方案的所有 IP 產品組合,Armv9 系統層級技術將橫跨所有 IP 解決方案,並優化個別 IP 的表現。此外,Arm 也正在開發多項技術,以提升頻率、頻寬、快取大小並降低記憶體延遲,極大化基於 Armv9 架構的 CPU 效能。

關鍵字: Arm 
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