Arm Vision Day 2021 Cover

Arm在2021愿景日上推出了Armv9架构

在2021年的Arm愿景日活动上,Arm展示了其在未来十年对Arm计算的愿景。具体来说,Arm在大肆宣传其下一代Armv9的架构,由于这是一个更高层面的活动,所以我们没有拿到深入的技术简介(后续我们将进行深入介绍),不过,Arm还是展示了其在下一代IP中为生态系统带来的一些功能。

Arm2021年愿景日和Armv9

Arm的基础架构设计旨在能够持续一段时间,不仅会在出货的产品中使用多年,而且经常会部署在可能需要运行十年或更长时间的领域中。Arm表示,过去十年是由Armv8提供的驱动力,但其Armv9有望在未来十年提供驱动力。

Arm Vision Day 2021 Armv9 Architecture
Arm Vision Day 2021 Armv9 Architecture

在活动中,该公司推出了Armv9,它将为机器学习(Machine Learning),数字信号处理(DSP)和安全性方面带来重要的进步。

Arm Vision Day 2021 Armv9 Decade
Arm Vision Day 2021 Armv9 Decade

Arm预计出货量将大幅增长的主要动力之一是对专用计算的需求。换个角度来看,许多传统的模拟设备将在未来几年内将会升级换代为某种程度的“智能”设备并互联在一起。比如一个机械泵(例如水泵)的应用实例,该泵可以监测故障迹象和工作效率,而不仅仅是泵水。对于这些应用程序,在传感器连接性和处理过程,通用和加速运算(以CPU和AI为例),内存和通信基础架构方面都会有不同的需求。Arm认为新芯片更低的电源功耗成本,可以使用更多的芯片,因此可以销售更多的芯片。

Arm Vision Day 2021 Specialized Computing
Arm Vision Day 2021 Specialized Computing

顺便提一下,这与Intel Xe HPC Ponte Vecchio在展示其下一代芯片封装方向以及Pat Gelsinger在开始改造Intel Borg时描述的愿景没什么不同。Arm和Intel都将用不同的IP作为异构计算视为发展方向。

另一个关键推动因素是Arm SystemReady,这是在Arm ServerReady的基础上构建的,这帮助Arm服务器从科学实验转变成启动每台服务器,让我们有了使用Ampere Altra Wiwynn Mt的体验,比如使用标准映像的开箱即用的Jade Server。我们必须进行一些小的调整才能获得我们期望的性能,但是即使不调整,它也确实可以工作了。Arm展望未来,并试图通过认证基本规格来打破Arm生态系统中存在的可维护性障碍。

Arm Vision Day 2021 Arm SystemReady
Arm Vision Day 2021 Arm SystemReady

如果你有一堆Arm开发板,却无法在上面部署你想要的或者一个新的操作系统,那么你已经亲自体验了这样的现状。尽管Arm一直专注于性能,但是许多Arm生态系统要么由独家的供应商支持,要么专为“一次性”技术而设计。尝试将当前版本的Android部署在一个2010基于Arm的手机上,与将Ubuntu部署在2010基于x86的PC上相比,你就会发现两者之间的区别了。还有,尝试在Arm M1 Mac Mini上启动Ubuntu,与在Project TinyMiniMicro节点上启动Ubuntu相比,你会再次看到明显的差异。Arm一直专注于性能和效率,但是现在它正在努力创造并扩展其优势,而这是该公司以前未曾专注的。

下一个十年,肯定会有大量的新功能出现,但是最普遍的可能是AI/ML,当Arm在此处使用“机器学习”时,它主要专注在推理上。随着设备激增,本地处理将变得很重要,否则网络带宽扩展扩展将无法跟上步伐,因此,Arm需要在将要部署在边缘的设备上启用AI推理。

Arm Vision Day 2021 Armv9 Decade ML Everywhere
Arm Vision Day 2021 Armv9 Decade ML Everywhere

Arm下一代体系结构的另一个主要重点是机密计算,AMD为Google Cloud机密计算提供支持,英特尔也将通过其Ice Lake Xeons为Google Cloud的机密计算提供支持,但是提高片上安全性对该行业而言是至关重要的。

Arm Vision Day 2021 Confidential Computing
Arm Vision Day 2021 Confidential Computing

Arm将把这个功能集成在Armv9的Arm机密计算架构(Arm CCA)中,Arm CCA将引入动态创建机密领域(Realms)的概念。

Arm Vision Day 2021 Confidential Computing 2
Arm Vision Day 2021 Confidential Computing 2

这儿的基本思想是对应用程序和服务进行虚拟化并防止内存被攻击,我们希望获得关于这个主题的更多详细信息,因为增加虚拟化会增加开销,而开销可能会增加功耗成本。

Arm Vision Day 2021 Confidential Computing 3
Arm Vision Day 2021 Confidential Computing 3

这是行业的发展方向,因此很高兴看到Arm正在帮助其合作伙伴与行业保持同步。

演讲中最有趣的幻灯片可能是下面这张幻灯片:

Arm Vision Day 2021 Armv9 Performance Uplift Vectors

Arm对CPU设计的不同方面是如何影响整体性能的主题有相当有趣的看法,尽管这在每种情况下并不完全准确,但这至少是表达其思想的一种有趣的方式。

小结

总的来说,这是一个轻技术的约3小时的活动,关键要点是Armv9带来了改进的性能和安全性。一旦Arm的合作伙伴采用该架构并将其实施到产品中,我们就可以开始看到这些设计了。在服务器方面,这一宣布类似于Intel不久前开始谈论Sapphire Rapid的方式,虽然我们在相当长一段时间内还不会看到这些芯片。Arm不制造芯片,但Arm会创造IP来帮助合作伙伴来使用IP来构建芯片,因此Arm的发布通常要比芯片产品的发布要提前。

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