在3月的最后一天，Arm發(fā)布了全新CPU架構(gòu) Armv9，距離上次Armv8架構(gòu)的發(fā)布已經(jīng)整整過去了十年，在本次架構(gòu)的升級中，Armv9帶來了三大驚喜，并且回應(yīng)了華為是否可以授權(quán)使用Armv9的問題。

安全性：引入機(jī)密計(jì)算技術(shù)

根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)今的信息化產(chǎn)業(yè)中，每年發(fā)現(xiàn)的固件漏洞正在快速攀升，所以數(shù)據(jù)安全問題顯得越來越重要，這也是本次Arm架構(gòu)升級所關(guān)注的核心問題。

此次Armv9架構(gòu)路線圖引入了Arm機(jī)密計(jì)算架構(gòu)（Confidential Compute Architecture, CCA）和動態(tài)創(chuàng)建機(jī)密領(lǐng)域概念（Realms）。

前者可以打造基于硬件的安全運(yùn)行環(huán)境來執(zhí)行計(jì)算，保護(hù)部分敏感數(shù)據(jù)和代碼，甚至不受特權(quán)軟件的影響，即使是具有最高權(quán)限的設(shè)備操作系統(tǒng)也無法影響。

后者則是面向所有應(yīng)用，運(yùn)行在獨(dú)立于安全或非安全環(huán)境之外的環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)保護(hù)數(shù)據(jù)安全的目的。此外Armv9-A處理器中還增加了一個Arm內(nèi)存標(biāo)簽擴(kuò)展（MTE），開發(fā)人員可以用“標(biāo)簽”鎖定數(shù)據(jù)串，只有使用正確的密鑰才能訪問，而該密鑰也需要特殊的代碼才能獲得。

無處不在的AI

AI正在變得無處不在。根據(jù)Arm給出的數(shù)據(jù)顯示，2015年以來應(yīng)用AI的企業(yè)數(shù)量增長270%，所用設(shè)備中，有77%至少具備一種AI的模式。

據(jù)估計(jì)，到2025年前后，全球?qū)⒂谐^80億臺搭載AI語音輔助的設(shè)備。且超過90%設(shè)備上的應(yīng)用程序?qū)珹I元素以及基于AI的界面，如視覺或語音。

為了實(shí)現(xiàn)更多的AI和數(shù)字信號處理（DSP）功能，Armv9一個很重要的特點(diǎn)就是可伸縮矢量擴(kuò)展（SVE2）。

SVE2增強(qiáng)了對在CPU上本地運(yùn)行的5G系統(tǒng)、虛擬和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)以及ML工作負(fù)載的處理能力，例如圖像處理和智能家居應(yīng)用。在未來幾年，Arm將進(jìn)一步擴(kuò)展其技術(shù)的AI能力，除了在其Mali™ GPU和Ethos™ NPU中持續(xù)進(jìn)行AI創(chuàng)新外，還將大幅增強(qiáng)CPU內(nèi)的矩陣乘法。

用系統(tǒng)設(shè)計(jì)提升算力

當(dāng)前的芯片產(chǎn)業(yè)正在以驚人的速度發(fā)展，但同樣也面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，日益復(fù)雜的計(jì)算工作負(fù)載、摩爾定律放緩、制造成本增加、生產(chǎn)周期拉長等，所以如何有效的提升芯片的算力成為一個亟待解決的問題。

為了提升算力，Arm采用了全面計(jì)算（Total Compute）設(shè)計(jì)方法，通過集中的系統(tǒng)級硬件和軟件優(yōu)化以及用例性能的提高，加速總體計(jì)算性能。

Arm將通過最大化地提升頻率、帶寬、緩存大小、并減少內(nèi)存延遲，以最大化CPU 性能。按照業(yè)績的標(biāo)準(zhǔn)測評工具來測量的話，預(yù)計(jì)未來兩代移動和基礎(chǔ)設(shè)施CPU的性能提升將超過30%，而這30%的算力提升完全是憑借于本身的架構(gòu)而不是借助于制程工藝來實(shí)現(xiàn)。

Arm的野望

此外，從兼容性來講，64位上的v8架構(gòu)中的所有功能均將在v9架構(gòu)中得到支持，從應(yīng)用的角度來說，v9架構(gòu)也將支持在32位上的v8架構(gòu)功能。預(yù)計(jì)搭載Armv9架構(gòu)的芯片最快在2021年年底就會面世。

根據(jù)Arm官方的數(shù)據(jù)，過去五年基于Arm架構(gòu)的設(shè)備出貨量超過1000億臺，預(yù)計(jì)未來十年，基于Arm技術(shù)的芯片的總出貨量將達(dá)到3000億顆，其中Arm v9將成為增長主力，未來無論是在終端、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)還是云端，全球100%的共享數(shù)據(jù)將會通過Arm技術(shù)進(jìn)行處理。

在談到包括華為在內(nèi)的中國企業(yè)是否能授權(quán)Armv9時，Arm市場營銷副總裁Ian Smythe表示：“Arm既有源于美國的IP，也有非源于美國的IP。經(jīng)過全面的審查，Arm確定其Armv9架構(gòu)不受美國出口管理?xiàng)l例(EAR)的約束。Arm已將此通知美國政府相關(guān)部門，我們將繼續(xù)遵守美國商務(wù)部針對華為及其附屬公司海思的指導(dǎo)方針。”

封面圖片來源：拍信網(wǎng)