Arm首推主流市場NPU/GPU/DPU IP，將為中國市場帶來什么？
近年來，幾乎進入了“全員NPU的大數(shù)據(jù)時代”，華為、海思、三星、阿里、寒武紀……NPU作為手機、云端重要的組成部分，迎來了大爆發(fā)。但目前來說，整體的硬件還沒有一個統(tǒng)一的硬件標準，也鮮有完整生態(tài)支持，所以市場需要的是一套軟件硬件相結(jié)合的，能夠發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)的力量。
主流市場NPU、GPU、DPU三箭齊發(fā)
10月23日，Arm在2019年度技術(shù)論壇上發(fā)布了三款面向主流市場的IP，包括全新的NPU產(chǎn)品，Ethos-N57和N37；首款基于Valhall架構(gòu)的GPU，Mali-G57 GPU；目前為止單位面積效率最高的顯示處理器DPU，Mali-D37。
圖1：Arm發(fā)布面向主流市場的NPU、GPU、DPU新IP
據(jù)Arm市場營銷副總裁Ian Smythe介紹，該產(chǎn)品的設(shè)計理念主要為主流設(shè)備帶來最極致的體驗，針對不同市場，希望根據(jù)客戶所需處理能力，提供有效的IP，既能夠合理控制成本，又能達到客戶期待的性能。正如上文所述，Arm的目標就是發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)的力量，將軟硬件結(jié)合來提升使用體驗。
據(jù)了解，此前Arm曾發(fā)布過高端市場所用IP，此次發(fā)布主要針對主流市場，通過Arm的標準化和強大的生態(tài)系統(tǒng)，使市場可獲得更加極致的體驗。值得一提的是，這幾款產(chǎn)品均可基于最新開源的通用軟件Arm NN上開發(fā)。
具有智能數(shù)據(jù)管理的Ethos-N57/N53
Arm ML事業(yè)群商業(yè)與營銷副總裁Dennis Laudick介紹，此前曾發(fā)布過名為Arm ML處理器的NPU IP，此次擴充主流市場產(chǎn)品IP后，現(xiàn)稱之為Ethos系列產(chǎn)品，而原Arm ML處理器現(xiàn)名為Ethos-N77。當然，主流市場推出的IP則分別為Ethos-N57和Ethos-N37。
他表示，本次發(fā)布的Arm Ethos-N57與N37與N77擁有相同的新架構(gòu)，具體來講Ethos-N77主要針對最高端、性能要求最高的市場；Ethos-N57針對主流市場，這款產(chǎn)品非常完美地實現(xiàn)了性能、成本以及功耗的均衡；Ethos-N37則針對低端市場，也就是對成本極端敏感的市場。
據(jù)Dennis Laudick介紹，Arm已發(fā)覺市場對NPU的多樣化需求，并且值得一提的是，市場對性能以及帶寬的需求非常一致， Ethos-N37、N57、N77是針對性能需求和市場的差異化產(chǎn)品。
圖2：Ethos-N37、N57、N77可針對多樣化市場需求
據(jù)了解，Arm的NPU產(chǎn)品自Arm ML處理器設(shè)計之初，重點關(guān)注的是數(shù)據(jù)而非處理，因此在設(shè)計中更多地注入了智能數(shù)據(jù)管理的功能和理念，包括數(shù)據(jù)敏感型壓縮技術(shù)、高密度剪枝和稀疏功能。
圖3：Ethos-N37、N57、N77擁有智能數(shù)據(jù)管理功能
需要強調(diào)的是，本次Arm推出的NPU產(chǎn)品為通用型產(chǎn)品，旨在硬件標準化。眾所周知華為、海思、三星、阿里、寒武紀均擁有自己的NPU產(chǎn)品，不過目前市面很多機器學習（ML）工作負載使用的是Arm的CPU，本次發(fā)布的NPU可以將Arm的CPU ML性能進一步提升，同時提供更好的軟件和工具支持。
相比前代提升30%的Mali-G57
Ian Smythe對現(xiàn)場記者介紹表示，Mali-G57是針對主流市場的基于Valhall架構(gòu)的GPU。值得一提的是，與前代產(chǎn)品在相似條件下測試，Mali-G57性能是Mali-G52的1.3倍。
在性能方面，Mali-G57能效比提升了30%，性能密度也提升了30%，機器學習（ML）性能提升了60%。換言之，用戶可以獲得更好的圖形表現(xiàn)力和畫質(zhì)，有效支持不斷增長的圖形和機器學習（ML）復雜性。
他表示，Arm Valhall架構(gòu)設(shè)計之初的宗旨便是把并行最小線程數(shù)量做得越來越大，使架構(gòu)越來越寬；另外，盡量簡化，讓編譯過程越來越友好。
圖4：Valhall的設(shè)計理念
小型化低功耗的Mali-D37
Ian Smythe介紹表示，Arm的DPU產(chǎn)品要追溯到2013年，在今年同樣發(fā)布過針對高端使用場景，特別是VR中應用的Mali-D77。而此次發(fā)布的Mali-D37是首款面向主流和入門級市場的DPU產(chǎn)品。
圖5：Arm在DPU方面的歷史
Mali-D37的最重要的特點是支持全高清（Full HD）與2K分辨率，16納米制程的面積小于1 mm²。另外，該款產(chǎn)品通過減少GPU核心顯示工作和內(nèi)存管理功能，功耗最高可降低30%。
開源架構(gòu)Arm NN與生態(tài)建立完整工具鏈
Ian Smythe強調(diào)，除了處理器相關(guān)IP的研發(fā)以外，Arm非常注重軟件和生態(tài)系統(tǒng)。事實上，Arm擁有如此眾多的高性能產(chǎn)品，在強調(diào)軟硬結(jié)合的現(xiàn)今，Arm的開源架構(gòu)Arm NN是發(fā)揮硬件性能的關(guān)鍵性鑰匙。
Arm NN是一個偏向底層的機構(gòu)，可與高層的機器學習（ML）或人工智能（AI）框架連接，除此之外，也可連接標準引擎，實現(xiàn)Arm IP與第三方可配置的IP連接。利用Arm NN可以簡化開發(fā)環(huán)境，加快ML的部署。
值得一提的是，Arm NN的強勢在于全面化和標準化，在標準化前提下，開發(fā)人員可以進行定制開發(fā)。當然，Arm NN是一個開放開源的平臺，是支持其他第三方處理器的，不過利用眾所周知Arm的異構(gòu)計算能力非常強，再結(jié)合其提供的軟件和工具可以發(fā)揮預期的表現(xiàn)力。
圖6：開源軟件Arm NN加快ML的部署
值得注意的是，Arm還宣布與Unity合作。眾所周知，Unity是著名的圖形游戲引擎，Arm一直以來擁有非常優(yōu)良性能的CPU/GPU/NPU IP，根據(jù)Ian Smythe強調(diào)，Arm將進一步優(yōu)化Unity引擎，用戶將獲得更好的性能體驗。
圖7：Arm將與Unity合作
將一如既往為中國市場提供服務(wù)
通過上文所述，我們明白了Arm首推的主流市場NPU/GPU/DPU IP可以為中國市場帶來標準化的生態(tài)建設(shè)。除此之外，對于目前許多消費者非常關(guān)注的問題，在Arm 2019年度技術(shù)研討會上，Arm中國董事長兼首席執(zhí)行官吳雄昂表示Arm是唯一的非美國計算平臺，經(jīng)過法務(wù)部門調(diào)查，Arm v8與未來的Arm v9都是源于英國技術(shù)，ARM會一如既往持續(xù)對中國企業(yè)進行授權(quán)和服務(wù)支持。
據(jù)了解，目前在中國擁有超過200家合作伙伴，中國客戶基于Arm技術(shù)的芯片累計出貨量大于160億，在國產(chǎn)SoC中，有95%是基于Arm處理器技術(shù)。吳雄昂強調(diào)，中國地區(qū)也是ARM的重要市場，占到該公司營收20%左右。
另外，此前Arm曾宣布推出PSA認證，高速發(fā)展的現(xiàn)如今，這套認證可以幫助中國本土獨立的IoT生態(tài)體系的建設(shè)。值得一提的是，在中國有很多其他的品牌廠商、方案解決商有意愿參與PSA認證。
今年7月，Arm攜手國聯(lián)通旗下聯(lián)通物聯(lián)網(wǎng)有限責任公司宣布部署基于Arm Pelion設(shè)備管理平臺與Mbed OS操作系統(tǒng)所打造的全新物聯(lián)網(wǎng)平臺。該物聯(lián)網(wǎng)平臺是一個開放、共享的平臺，支持各種種類的跨平臺設(shè)備，如果是基于Arm架構(gòu)的設(shè)備，完全可以在Pelion的平臺上來實現(xiàn)端到端的解決方案的開發(fā)；如果是基于非Arm架構(gòu)的設(shè)備，Pelion平臺也可以很好地管理并提供安全的保障。
可以說，Arm一直以來都非常重視中國市場，同時Arm從硬件的CPU/NPU/GPU/DPU IP，到軟件的Arm NN、Pelion，再到PSA安全認證，可為中國市場的標準化生態(tài)建立提供非常有利的幫助。
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