【編者按】
2021年7月20日，第九屆EEVIA年度中國電子ICT媒體論壇暨2021產(chǎn)業(yè)和技術(shù)展望研討會在深圳順利召開。會議邀請了來自ADI、英飛凌、艾邁斯歐司朗、NI、Qorvo、安謀科技、伏達(dá)半導(dǎo)體等多家公司的技術(shù)專家和高層管理者分享自家公司最新的技術(shù)與產(chǎn)品，與在場行業(yè)媒體和業(yè)內(nèi)工程師共同探討產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，共話半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)新未來。
日前，Arm宣布推出全新的Armv9架構(gòu)，這是自2011年10月推出Armv8架構(gòu)近十年之后，CPU架構(gòu)的首次重大調(diào)整變革，旨在為移動端設(shè)備、計(jì)算機(jī)和服務(wù)器提供更強(qiáng)的算法支持，并將支撐未來萬億級設(shè)備的計(jì)算需求。在本次會議上，安謀科技高級FAE經(jīng)理鄒偉先生為大家?guī)砹恕洞蛟煨掠?jì)算時代的大計(jì)算平臺》主題演講。
安謀科技高級FAE經(jīng)理 鄒偉
“從2011年推出Armv8到2021年推出Armv9，這十年中Arm的設(shè)備無處不在。基于Arm設(shè)備出貨已經(jīng)1800億，涵蓋在各行各業(yè)每一個角落，每一個地方。可能共享的數(shù)據(jù)一定會有一個環(huán)節(jié)或者多個環(huán)節(jié)經(jīng)過Arm處理器的計(jì)算。從數(shù)據(jù)采集的IoT設(shè)備，到日常使用的手機(jī)、智能電腦，他們收集完數(shù)據(jù)之后，會通過有線或者無線的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，接到服務(wù)器機(jī)房里面去。這個環(huán)節(jié)中，大部分都會采用Arm技術(shù)，Arm的處理器始終是每個環(huán)節(jié)的首選。甚至如果一些科學(xué)計(jì)算需要非常大的計(jì)算量，還可以采用超算，超算里面也有Arm的選擇。”演講伊始，鄒偉介紹道。
據(jù)悉，Armv9支持的設(shè)備將會于今年下半年面世。除了傳統(tǒng)的全項(xiàng)兼容，Armv9還支持Armv8兼容。同時，Armv9引入了三個主要的方面：第一是機(jī)器學(xué)習(xí)；第二是真實(shí)的信號處理，可以更方便地適應(yīng)機(jī)器學(xué)習(xí)以及更多的數(shù)據(jù)處理要求；第三就是增強(qiáng)了安全性。
當(dāng)下，產(chǎn)業(yè)變化速度驚人，那么從計(jì)算的角度看究竟有哪些不同呢？鄒偉指出了四點(diǎn)：
第一，CPU的負(fù)載越來越復(fù)雜。多樣化不同的場景中需求不一樣，在每個環(huán)節(jié)面臨的挑戰(zhàn)都不一樣。
第二個是摩爾定律的減緩。因?yàn)楸M管摩爾定律減緩了，但對性能、功耗的追求依然沒有停歇，這對我們來說依然會帶來挑戰(zhàn)。
第三是高昂的芯片價格。
第四是生產(chǎn)周期也在變長。
“因此我們希望通過架構(gòu)、設(shè)計(jì)、IP來應(yīng)對這些客戶遇到的挑戰(zhàn)。”鄒偉表示，“大家知道Arm可能除了CPU之外，還有其它的IP，雖然摩爾定律減緩，但是大家對性能、對功耗的需求沒有任何變化，依然是希望它每年有一定程度的提升。我們在CPU設(shè)計(jì)性能提升的同時，也希望在系統(tǒng)設(shè)計(jì)，其他配合IP，包括GPU、總線等等，通過打造一個‘全面計(jì)算’的概念，使得它們一起進(jìn)步，來滿足大家對計(jì)算需求的提升。”
如上圖所示，從右邊的圖可以看出，2013年的時候，Arm推出了Cortex-A73，到今天，它的邏輯性能提升了2.5倍，這是一個遠(yuǎn)超行業(yè)的平均水平。再看左邊的圖，前兩年引入的Neoverse系列，它的性能測試基準(zhǔn)及測出來的性能也有了2.4倍的提升。“大家看這個沒有特別的感覺，不像股票一個月能翻倍，但我們經(jīng)過幾年，從純邏輯設(shè)計(jì)，如果從工藝的角度，性能提升更多。Armv9推出來之后，我們預(yù)計(jì)會繼續(xù)延續(xù)這個趨勢，近兩年內(nèi)還能繼續(xù)提升30%左右的性能。”鄒偉解釋道。
除了提升CPU之外，Arm也專注于系統(tǒng)級的提升，以達(dá)到更好的用戶體驗(yàn)，包括對頻率、帶寬、緩存以及延遲的提升。
“現(xiàn)在有很多不同的聲音，說CPU的性能提升到了一個瓶頸期，可能更多希望通過一些加速器來做。當(dāng)然加速器在針對一些特定應(yīng)用的時候，會比CPU有很大的優(yōu)勢。可是我們發(fā)現(xiàn)除了CPU打好了整個SoC的底座之外，大家對計(jì)算性能還是有新的需求。然后是受保護(hù)的，就是安全，剛才說安全底座必須在每個角落，CPU一定要提供。再然后是普適性，可能為加速器上做的應(yīng)用開發(fā)只能適用于某一個場景，但是如果在CPU上做應(yīng)用開發(fā)可能可以適用更寬的領(lǐng)域。最后一個Proven，就是經(jīng)過驗(yàn)證的技術(shù)，Arm有比較大的優(yōu)勢。”鄒偉講道，“時代在變遷，Arm也不是在最炫目的位置，但我們依然覺得CPU非常重要，依然給大家打造這個底座。”
上圖展示的是Arm GPU的一個品牌——Mali。Mali具有光線追蹤技術(shù)、可變速率技術(shù)，還有其它高級渲染技術(shù)，會超越大家的技術(shù)性能需求。同時，Mali也會由移動端或者消費(fèi)端進(jìn)入到汽車領(lǐng)域。那么移動和汽車對GPU的技術(shù)需求會有些什么區(qū)別呢？鄒偉介紹，最主要的體現(xiàn)在兩點(diǎn)：一是功能安全；另外一點(diǎn)則是虛擬化。
之后，鄒偉著重介紹了Arm在信息安全領(lǐng)域所取得的成效。“現(xiàn)在隨著聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)越來越多，大家使用手機(jī)、各種物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備等等，越來越多的私人數(shù)據(jù)存儲在網(wǎng)絡(luò)鏈路上，包括個人的設(shè)備或者是在某個地方。這個在犯罪分子看來是非常誘人的，他們覺得可以攻擊的點(diǎn)越來越多。”他說道。
對此，Arm和合作伙伴聯(lián)合推出了一個平臺安全架構(gòu)——PSA，并且和中國信息通信研究院的實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合進(jìn)行PSA的認(rèn)證，旨在為大家引入一個安全的概念。“其實(shí)很多我們覺得不安全的設(shè)備，并不是說設(shè)計(jì)的時候不懂，更多的是沒有這個意識，我們推動這個安全認(rèn)證的話，會讓大家設(shè)計(jì)的時候會考慮這個，例如是否符合安全規(guī)范，上面需要一些什么樣的安全I(xiàn)P等等。”鄒偉說。
談及Armv9在安全上作出的變革，鄒偉表示Armv9跟Armv8有三點(diǎn)不同，分別是Manager、 Hypervisor、以及SPM。Armv9引入了機(jī)密領(lǐng)域，提出了機(jī)密計(jì)算的概念。它提供更靈活的方案，在非安全領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用程序能隨時動態(tài)的申請保護(hù)它的代碼及數(shù)據(jù)，以此達(dá)到對個人數(shù)據(jù)的保護(hù)。“我們希望在Armv9引入之后，我們提供一個成熟的IP覆蓋大家未來的計(jì)算需求，能夠滿足大家對差異化和對通用性的需求，然后它還能滿足大家面臨的日益增長的多樣化的負(fù)載計(jì)算需求，最后還能在全鏈路上保護(hù)大家的數(shù)據(jù)。”鄒偉在最后總結(jié)道。
