“史上最大產(chǎn)品發(fā)布會”上，Arm用哪些產(chǎn)品打造“全面計算”？

5月26日，Arm公司舉行產(chǎn)品發(fā)布會，發(fā)布多款產(chǎn)品，包括首批Armv9 Cortex CPU內(nèi)核、新款圖像處理器Mali內(nèi)核，以及互連技術(shù)CoreLink的最新版本。籍此“史上最大產(chǎn)品發(fā)布會”（Paul Williamson語）推出的系列產(chǎn)品，Arm也正式推出首款全面計算（total compute）解決方案，希望借助移動生態(tài)系統(tǒng)帶來的巨大規(guī)模優(yōu)勢，為開發(fā)者提供從IP、軟件到開發(fā)工具的全面解決方案，讓Arm技術(shù)在云計算中心、筆記本和臺式機(jī)，以及移動設(shè)備中無縫對接，在依靠半導(dǎo)體工藝升級提升性能程度日益走低的背景下，Arm也將帶動開發(fā)者更多地從系統(tǒng)角度來提升SoC（系統(tǒng)級芯片）性能，打造性能更優(yōu)、可擴(kuò)展性更佳、安全性更一致的全面計算生態(tài)。

Arm全面計算框架

九代產(chǎn)品齊出

2021年3月，Arm公司宣布推出第九代Arm處理器架構(gòu)Armv9，這是自2011年Armv8推出之后的再一次代際升級。代際升級通常意味著大規(guī)模的架構(gòu)更動，從Armv7升級到Armv8的關(guān)鍵點(diǎn)是增加了對64位指令集的支持，而Armv9在兼容Armv8的基礎(chǔ)上，增強(qiáng)了矢量計算、機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)字信號處理能力，提升了安全性，Armv9承擔(dān)著Arm公司未來十年計算平臺的期望，Arm的目標(biāo)是將Arm處理器的統(tǒng)治地位從移動平臺擴(kuò)展到PC、高性能計算和數(shù)據(jù)中心等企業(yè)級計算市場，以期將Arm技術(shù)植入到未來十年的3000億顆芯片中。

Armv9系列新品

這次發(fā)布會上推出的Arm Cortex-X2就是基于Armv9的旗艦CPU，與當(dāng)前旗艦型安卓智能手機(jī)處理器相比，其性能高出30%。Cortex-X2算力強(qiáng)勁，既可以做旗艦智能手機(jī)處理器，又可以做筆記本電腦處理器。Arm 終端設(shè)備事業(yè)部的總經(jīng)理Paul Williamson表示，與2020年市場主流筆記本電腦相比，采用Cortex-X2處理器的筆記本電腦單線程性能可提升40%，Arm和微軟在Windows on Arm（WoA）生態(tài)上不斷擴(kuò)展，2021年下半年將有多款產(chǎn)品上市。

Arm Cortex-A710是第九代架構(gòu)的首款大核處理器IP，與 Cortex-A78 相比，能效提升 30% ，性能提升10%，機(jī)器學(xué)習(xí)性能翻倍。

Armv9機(jī)器學(xué)習(xí)性能相比前代大幅提升

基于Armv9架構(gòu)的Arm Cortex-A510 是該公司過去四年來推出的首款高效率小核處理器IP，與舊款相比，其性能提升 35%，機(jī)器學(xué)習(xí)性能提升超過三倍。它所帶來的性能水平已經(jīng)接近幾年前推出的上一代大核，適用于智能手機(jī)、家用設(shè)備和可穿戴設(shè)備。

Armv9性能提升數(shù)據(jù)

GPU全線更新

內(nèi)容視頻化潮流不可阻擋，因此GPU市場爭奪日趨激烈。Arm的Mali系列市場表現(xiàn)出色，連續(xù)五年出貨量超過10億顆，當(dāng)然競爭對手對這塊市場也虎視眈眈，對此情景Arm公司不敢大意，這次一共更新了四款GPU，分別面向高、中、低、微市場。

Mali系列新品

新款 Arm Mali-G710 是針對旗艦智能手機(jī)和不斷增長的 Chromebook 筆記本市場所推出的高性能 GPU，在計算密集型體驗(yàn)方面（如 AAA 高保真游戲）的性能提升 20%。對于各種與機(jī)器學(xué)習(xí)有關(guān)的任務(wù)（如全新相機(jī)和視頻模式的圖像增強(qiáng)），Mali-G710 也有35% 的性能提升。

Arm Mali-G610面向主流市場。作為次旗艦 GPU，該 GPU 繼承了 Mali-G710 的所有功能，但價格更低，并將高階應(yīng)用場景帶給更多的開發(fā)者和用戶。

Arm Mali-G510強(qiáng)調(diào)性能和效率的平衡，主要面向中低端市場，例如中端智能手機(jī)、旗艦智能電視和機(jī)頂盒。與前代相比，實(shí)現(xiàn)了100%的性能提升以及22%的節(jié)能優(yōu)化，從而延長了電池續(xù)航時間，值得提起的一點(diǎn)，Mali-G510機(jī)器學(xué)習(xí)性能翻倍。

Arm Mali-G310主要面向微型設(shè)備，最強(qiáng)調(diào)性價比，芯片面積也最小，“是 Arm 最高效的 GPU，以最小的面積成本提供了最高的性能”。適用于入門級智能手機(jī)、AR 設(shè)備和可穿戴設(shè)備

互連IP、全面計算與統(tǒng)一到64位計算平臺

全面計算離不開互連技術(shù)，畢竟沒有互連，CPU或GPU都是成為信息孤島，難以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流通，而在全面計算架構(gòu)中，系統(tǒng)瓶頸往往在于不同模塊之間的互通帶寬上，因此互連技術(shù)對提高系統(tǒng)性能至關(guān)重要。

Arm互連IP新品

Arm最新的 CoreLink CI-700一致性互連技術(shù)和 CoreLink NI-700片上網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)與 Arm CPU、GPU 和 NPU IP 無縫搭配，可跨 SoC 解決方案增強(qiáng)系統(tǒng)性能。CoreLink CI-700 和 CoreLink NI-700 對新的 Armv9-A 功能提供硬件級支持，如內(nèi)存標(biāo)簽擴(kuò)展（Memory Tagging Extension），并支持更高的安全性、改進(jìn)的帶寬和延遲。

對于全面計算開發(fā)方法的性能提升，Paul Williamson舉了個例子，在某款游戲應(yīng)用中，Arm全套產(chǎn)品帶來性能的全面提升：Cortex-A710 CPU帶來了33% 的性能提升；Mali-G710 帶來了20% 的性能提升；而系統(tǒng)級IP 提供了15% 的效率提升?！癆rm全面計算解決方案將所有的組件融合在一起，為用戶體驗(yàn)帶來了跨越性提升。”

全面計算案例

Arm還表示，為了支持生態(tài)系統(tǒng)對于性能的需求，自2023年開始，將僅提供 64 位的移動應(yīng)用大核和小核。為此，Arm 正在與全球合作伙伴一起努力，確保所有APP都將在2021年底前支持 64 位，從而實(shí)現(xiàn)無縫切換。

全面計算三原則

除了性能，全面計算還要考慮安全性和開發(fā)易用性。在媒體問答環(huán)節(jié)，Paul Williamson也多次強(qiáng)調(diào)安全與系統(tǒng)化性能優(yōu)化的重要性，他表示，性能、易用性和安全性是全面計算的三大支柱（或三原則）。

安全性是Arm將架構(gòu)從v8升級到v9 重要支點(diǎn)，而有了全面計算，用戶能利用Arm全套IP、軟件和工具,能讓整個流程變得更容易，也能夠把產(chǎn)品及時推向市場。在全面計算時代，性能評估不再是單純計算單一芯片或IP的PPA（性能、功耗、面積），開發(fā)者根據(jù)應(yīng)用場景對全系統(tǒng)進(jìn)行性能優(yōu)化，系統(tǒng)級的性能、功耗與體積平衡更重要，以系統(tǒng)級設(shè)計理念最大程度地提高性能。Paul Williamson 對全面計算前景看好，他說：我們正致力于將 Armv9 技術(shù)引入到各個領(lǐng)域。