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Armv9 是 Arm 針對未來人工智慧、安全性與特定運算需求的解決方案 ...

2021-3-31 03:40 PM| 發佈者: SophieWeng@G| 查看: 107| 評論: 0|來自: Arm 台灣

摘要: Arm(安謀)於今(31)日推出 Arm®v9 架構,基於通用運算的經濟效益、設計自由度與容易取用等優勢上的先進特定處理能力,帶來更高的效能、強化的安全性,數位訊號處理及機器學習能力,讓開發人員縮短硬體與軟體間的 ...
Arm(安謀)於今(31)日推出 Arm®v9 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 執行長 Simon Segars 表示:「我們在展望由 AI 定義的未來時,必須鞏固尖端運算的基礎,以因應即將到來的獨特挑戰。」他說:「Armv9 正是解決方案。它將成為接下來 3,000 億顆基於 Arm 架構晶片的先驅。這些晶片將由來自對於普遍、特定、安全與強大處理力的需求所驅動,同時建構在通用運算的經濟效益、設計自由度與容易取用等特性上。」

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。

微軟 Azure Edge 與平台事業部企業副總裁暨技術長 Henry Sanders 表示:「我們無法以一體適用的解決方案,應對從終端到雲端越來越複雜的使用場景。」他指出:「因此,異質運算變得越來越無所不在,而它也需要硬體與軟體開發人員間更大的綜效。Arm 與微軟密切合作開發出來的 Armv9 機密運算功能,即是一個很好的硬體與軟體展現綜效的實例。Arm 具有獨特的地位,能在生態系核心加速異質運算,並在驅動數十億個裝置的架構平台上促進開放創新。」

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,1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2。

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。

為下個十年的運算勾勒特殊願景
Arm 資深副總裁暨首席架構師與院士 Richard Grisenthwaite 表示:「更複雜的 AI 工作負載要求,帶動了對於安全升級與特定處理的需求,這將成為開啟全新市場和機會的關鍵。」他指出:「Armv9 將讓開發人員縮短硬體與軟體間的關鍵落差,以打造並設計出未來值得信賴的運算平台,同時促成標準化,來協助我們的合作夥伴在更快的產品上市時程、成本管控與打造專屬的獨特解決方案能力之間取得平衡。」

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