Arm新一代全面計(jì)算解決方案，不止改變“視界”這么簡單！

對于大多數(shù)玩家而言，逼真的游戲畫面是不可或缺的一部分。因?yàn)楦咂焚|(zhì)界面不僅可以增加游戲深度、提高游戲的挑戰(zhàn)性、增加游戲的幽默感，甚至還可以讓游戲視覺效果、動畫等方面更加突出?？梢哉f，一款手機(jī)游戲的核心，就在于極為豐富的視覺體驗(yàn)。

說到視覺體驗(yàn)，這里不得不提的就是Arm全面計(jì)算解決方案了。要知道，無論市面上何種手游，沉浸式游戲體驗(yàn)感總與設(shè)備性能息息相關(guān)，這特別體現(xiàn)在手機(jī)CPU、GPU等方面。而Arm全面計(jì)算解決方案，可以將二者性能得到全面提升，為實(shí)現(xiàn)高清流暢的手游體驗(yàn)提供強(qiáng)大的支持。

2021年，Arm發(fā)布了首款全面計(jì)算解決方案，通過提供出色的性能、安全性、可擴(kuò)展性和效率，滿足了各類消費(fèi)級設(shè)備市場的專用處理需求。日前，Arm又推出了2022全面計(jì)算解決方案（TCS22），旨在進(jìn)一步完善各類終端市場的用戶體驗(yàn)，繼續(xù)突破移動市場的界限。

堅(jiān)持三項(xiàng)原則，助力視覺創(chuàng)新

為了讓大家全面地了解這一解決方案，近日在Arm技術(shù)媒體溝通會上，Arm高級副總裁兼終端事業(yè)部總經(jīng)理Paul Williamson對其進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，并探討了相關(guān)領(lǐng)域的終極用戶體驗(yàn)、市場趨勢與技術(shù)發(fā)展。

據(jù)介紹，Arm推出全面計(jì)算戰(zhàn)略已有多年，目前Arm全面計(jì)算解決方案已在MediaTek的天璣9000 SoC中得到了最佳的展現(xiàn)。它通過Armv9作為最高性能智能手機(jī)的根基，被OPPO和vivo采用在其手機(jī)中，從而為消費(fèi)者帶來了無懈可擊的領(lǐng)先持續(xù)性能。

與2021全面計(jì)算解決方案（TCS21）相同，此次Arm推出的TCS22也是面向所有消費(fèi)級設(shè)備市場，并且持續(xù)專注于計(jì)算性能、開發(fā)者對性能的可及性，以及平臺的安全性。

“首先，在性能方面，如果你對性能要求很高，那么你就需要64位。過去，對于開發(fā)者生態(tài)系統(tǒng)的就緒程度一直帶有一些猶豫不決。鑒于近期OPPO、vivo和小米等公司參與的中國金標(biāo)聯(lián)盟宣布，中國的計(jì)算生態(tài)系統(tǒng)和應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)已全面就緒64位。這意味著，未來幾年的旗艦級智能手機(jī)都需保證為全64位設(shè)計(jì)，以確保獲得最佳的效率和最強(qiáng)的性能。”Paul Williamson指出，如果你對性能要求很高，那么你需要重視64位。

其次，在開發(fā)者的可及性方面，Arm為了讓開發(fā)者獲得IP在機(jī)器學(xué)習(xí)性能方面的更新與提升，便不斷推進(jìn)Arm計(jì)算庫和Arm NN框架，以確保開發(fā)者能夠訪問這些性能。Paul Williamson表示，無論是在GPU中的矩陣乘法的改善，還是在系統(tǒng)級優(yōu)化和設(shè)計(jì)中其它地方的緩存微調(diào)中，Arm計(jì)算庫和Arm NN框架都能讓開發(fā)者獲取這些性能。

第三，在安全性方面，Arm一直在加強(qiáng)處理內(nèi)存的安全性?！拔覀円呀?jīng)推出了非對稱內(nèi)存標(biāo)簽擴(kuò)展，這可被認(rèn)為是Arm去年推出的同步MTE和異步MTE的結(jié)合?！盤aul Williamson補(bǔ)充道，此外我們還將這些保護(hù)措施擴(kuò)展到設(shè)計(jì)中較小的可信執(zhí)行環(huán)境中，這是系統(tǒng)執(zhí)行軟件棧中可能最具安全意識組件的地方。像人臉解鎖和面部識別這樣的功能，需要確保其免受額外的惡意攻擊。在這一代產(chǎn)品，我們將這些安全增強(qiáng)引入設(shè)備上的可信執(zhí)行環(huán)境中，這些功能將在這個(gè)環(huán)境中運(yùn)行。

擴(kuò)展五大能力，打造極致體驗(yàn)

為了進(jìn)一步提高整個(gè)SoC的系統(tǒng)性能，TCS22在TCS21的基礎(chǔ)上又增加了一些新的升級和附加功能，主要集中在以下五個(gè)方面：

1、全新的CPU集群

據(jù)Paul Williamson介紹，全新的CPU集群是由2個(gè)全新的CPU和2款現(xiàn)有IP的更新共同組成。此次Arm推出了新的Arm Cortex-X3 CPU、Arm Cortex-A715 CPU、Arm Mali-G715 GPU、Arm Mali-G615 GPU和第一款A(yù)rm旗艦GPU Immortalis-G715，可以提供卓越的峰值性能，實(shí)現(xiàn)性能與效率的完美平衡。

值得一提的是，全新的GPU是Arm迄今為止性能最高的圖形處理器，具有增強(qiáng)視覺體驗(yàn)的新功能和特性。Immortalis-G715將游戲性能提升到了一個(gè)新的水平，是首款提供基于硬件的光線追蹤支持的Arm GPU，可以提供更為真實(shí)的沉浸式游戲體驗(yàn)。

除此之外，Arm還對TCS22進(jìn)行了一系列IP更新和添加，比如通過系統(tǒng)IP更新提高可擴(kuò)展性和效率、Arm Cortex-R82 CPU支持MMU等。

“伴隨著Arm最新的CPU與GPU IP，我們配置了工具、軟件生態(tài)系統(tǒng)，以及實(shí)體IP和通用標(biāo)準(zhǔn)，致力于打造出靈活且擴(kuò)展性高的解決方案，以滿足從臺式機(jī)到輕量級AR/VR設(shè)備之間廣泛的價(jià)格區(qū)間?！盤aul Williamson表示，作為核心基礎(chǔ)平臺的延伸，TCS22支持這些市場的專用計(jì)算能力。只有通過系統(tǒng)層級的優(yōu)化，我們才能提供如此出色的體驗(yàn)。

2、高級游戲體驗(yàn)

Arm認(rèn)識到，在如今的移動市場中，游戲不斷推動著智能手機(jī)平臺的發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)，游戲應(yīng)用程序占所有智能手機(jī)使用量的43%；同時(shí)，在現(xiàn)有的22億活躍的移動游戲用戶中，約有78%使用Android系統(tǒng)。

而TCS22可以滿足移動設(shè)備上更復(fù)雜的AAA游戲體驗(yàn)的需求，從而為用戶帶來一個(gè)全然不同的世界。除了新的Armv9 CPU、支持基于硬件的光線追蹤的Immortalis-G715，以及更為高級的Mali GPU，Arm還對Mali-DDK進(jìn)行了進(jìn)一步優(yōu)化。

相較于上一代全面計(jì)算解決方案，這些新增的功能和改進(jìn)，可使DRAM帶寬減少23%，功耗減少16%，性能提升28%，顯著改善了緩存大小與游戲工作負(fù)載，同時(shí)還改善了效率并最終延長了游戲性能續(xù)航。這一重大的提升，可為百萬計(jì)的移動游戲開發(fā)者帶來進(jìn)一步的持續(xù)游戲性能表現(xiàn)。

3、機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）加速

當(dāng)前，ML工作負(fù)載正在重新定義所有消費(fèi)類設(shè)備的用戶體驗(yàn)，比如以下幾個(gè)應(yīng)用場景，其在性能需求上都有所不同：

● 用于音頻傳感和振動檢測的集成傳感器集線器需要較低的性能；

● 語音交互的語音助手，以及語音識別和關(guān)鍵字檢測；

● AI攝像頭和視頻對性能的要求最高，這些用例利用包括計(jì)算機(jī)視覺、圖像識別、深度學(xué)習(xí)和機(jī)器學(xué)習(xí)在內(nèi)的一系列技術(shù)來豐富視覺體驗(yàn)。

而TCS22可為高性能AI相機(jī)和視頻用例釋放ML計(jì)算，促進(jìn)多個(gè)方面的性能提升：

● 物體檢測增加43%

● 超分辨率增加32%

● 對象分類增加30%

● 實(shí)時(shí)識別增加39%

此外，通過這些新增的功能和優(yōu)化，TCS22還將ML能力提高了1倍，以實(shí)現(xiàn)更多的智能應(yīng)用和更出色的用戶體驗(yàn)，比如：

● 新GPU中添加了矩陣乘法指令支持，實(shí)現(xiàn)了2倍的架構(gòu)ML改進(jìn)；

● Cortex-M85與Helium和Cortex-M55相結(jié)合，可在小功率預(yù)算下高效執(zhí)行DSP和ML算法；

● Arm計(jì)算庫的優(yōu)化；

● 系統(tǒng)級優(yōu)化，例如微調(diào)緩存和減少DRAM延遲；

● 將Arm計(jì)算庫和Arm NN框架集成到Android中，可使第三方開發(fā)人員更容易使用ML，從而在數(shù)百萬個(gè)應(yīng)用程序和數(shù)十億臺設(shè)備上釋放ML性能。

4、增強(qiáng)平臺安全性

據(jù)了解，TCS22的安全性主要通過過程中安全、安全固件更新、可信執(zhí)行環(huán)境（TEE）這三個(gè)關(guān)鍵層得到增強(qiáng)。

通過第二代Armv9 CPU引入新的非對稱內(nèi)存標(biāo)記擴(kuò)展（MTE），進(jìn)程內(nèi)安全性得到了加強(qiáng)。通過在定位安全漏洞的速度和精度之間提供更大的靈活性，可以顯著提高M(jìn)TE性能。MTE具有新的非對稱MTE選項(xiàng)，允許現(xiàn)場安全監(jiān)控和內(nèi)部調(diào)試，以簡化和加快軟件開發(fā)，這將為芯片供應(yīng)商、設(shè)備制造商、操作系統(tǒng)供應(yīng)商（OSV）和開發(fā)人員等節(jié)省時(shí)間和成本。

與此同時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)進(jìn)程內(nèi)安全，Arm還增強(qiáng)了PAN，保護(hù)用戶數(shù)據(jù)免受JITed代碼攻擊。此外，Arm還通過Cortex-M系列處理器在很小的面積內(nèi)采用了指針身份驗(yàn)證（PAC）和分支目標(biāo)標(biāo)識符（BTI）。Cortex-M85是第一款可選擇支持PAC和BTI的Cortex-M處理器，而PAC和BTI擴(kuò)展了Cortex-M處理器的安全功能，可以減輕針對復(fù)雜軟件堆棧的面向返回的編程和面向跳轉(zhuǎn)的編程攻擊。

5、軟件和工具（包括為開發(fā)人員提供最新的Android軟件堆棧支持）

通過TCS22，Arm提供了最新的Android AOSP請求程序軟件堆棧，其中包括可供開發(fā)人員使用的最新功能、Arm的固定虛擬平臺（FVP），以及堆棧在該平臺上運(yùn)行和驗(yàn)證。這些軟件和工具可以幫助開發(fā)人員快速部署，并定制他們自己的解決方案。

在新的軟件堆棧之上，Arm硬件和軟件成功套件為開發(fā)人員提供了對Arm工具和模型的無限制訪問。其中，硬件成功套件加快了供應(yīng)商從設(shè)計(jì)到流片的上市時(shí)間；而軟件成功工具包則可使開發(fā)人員在部署之前構(gòu)建、調(diào)試和分析完整的軟件堆棧。

Paul Williamson認(rèn)為，如今的移動端是世上最大的游戲平臺，移動設(shè)備的創(chuàng)新也正在推動這一市場的增長。隨著相關(guān)性能與需求的增長，持續(xù)的性能表現(xiàn)將成為游戲的關(guān)鍵指標(biāo)。“移動游戲非常強(qiáng)調(diào)性能極限，而這正是Arm能夠在CPU、系統(tǒng)IP和GPU上提供全面的優(yōu)化，促成這項(xiàng)性能的提升?！?/span>

總之，TCS22可以滿足各級別的性能、效率和可擴(kuò)展性要求，適用于各類消費(fèi)級設(shè)備市場的專用處理需求。憑借上述功能的增強(qiáng)和性能的提升，可以預(yù)見，TCS22將會重新定義未來的沉浸式3D視覺效果。