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ARM官宣Armv9架构,和Armv8相比有何不同?

2021-03-31 阅读:
多年来,Arm对ISA进行了改进,对体系结构进行了各种更新和扩展。该公司表示,本次 v9 架构旨在为移动端设备、计算机和服务器提供更强的算法支持。在未来的两次芯片迭代中,Armv9 架构将会带来 30% 的性能提升。

自Arm在2011年10月首次宣布Armv8架构以来,已经过去了近十年的时间,这是一个相当可观的十年,因为指令集架构在移动空间和服务器空间的采用日益广泛,如今已开始普及。消费设备市场,例如笔记本电脑和即将推出的台式机。NbIednc

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近日,作为Arm的Vision Day活动的一部分,该公司宣布了该公司新Armv9架构的首个细节,为Arm希望在未来十年内成为下一个3000亿芯片的计算平台奠定了基础。NbIednc

ARM 首席执行官 Simon Segars 表示:“当我们展望由人工智能定义的未来时,我们必须奠定一个领先的计算基础,为应对未来的独特挑战做好准备。armv9 就是答案,它将会成为下个 3000 亿台 ARM 芯片的最前沿,其驱动力是建立在通用计算的经济性、设计自由度和可获得性基础上的普遍的专业化、安全和强大的处理需求”。NbIednc

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Armv9架构的三个侧重点

全新的 Armv9 架构有三个侧重点,分别是 AI、矢量和 DSP 性能改进、安全性。在具体细节上,Armv9 架构沿用 AArch64 基准指令集,并在功能方面添加了一些非常重要的扩展,从而确保 ARM 公司增加架构编号,并针对 v9 架构新特征以及多年来发布的各种 v8 架构扩展进行软件层面的基准重定。NbIednc

全新 Armv9 架构主要有三项侧重点:AI、矢量和 DSP 性能改进以及安全性。NbIednc

首先来看 DSP 和 AI 性能。NbIednc

DSP、ML 和 xR 工作负载的扩展矢量处理。NbIednc

对于开发者和用户而言,全新 Armv9 兼容性 CPU 的最显著特征是将可伸缩矢量扩展 2(SVE2)作为 ARM NEON 技术之后新的基准。SVE2 发布于 2019 年 4 月,旨在加速高性能计算,在处理 5G、虚拟现实(VR)和增强现实(AR)以及图像和语音识别等机器学习(ML)任务负载时具有很大增益。NbIednc

ARM 认为,未来几年,ML 工作负载将变得越来越普遍。相应地,任何以性能或功耗为中心的设备需要在专用加速器上运行 ML 工作负载,但其中的大多数仍会选择采用在 CPU 上运行的更小范围的 ML 工作负载。NbIednc

ARM 表示到 21 世纪中叶,将会有超过 80 亿台语音辅助设备,90% 的应用将包含 AI 元素。ARM 与富士通合作创建了可扩展矢量扩展(SVE),现在,SVE2 是 armv9 的一部分,用于更好的机器学习和数字信号处理。NbIednc

矩阵乘法指令(matrix multiplication instruction)是关键所在,是其自身作为 Armv9 CPU 一项基准特性被广泛使用的重要步骤。NbIednc

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安全性NbIednc

在安全方面,armv9 会获得 Arm Confidential Compute Architecture (CCA),在使用时屏蔽数据的访问,在硬件层面保护数据。此外,还会有一个叫做 Realms 的东西,应用程序可以在安全和非安全区域之外使用。NbIednc

ARM 希望通过全新的保密计算架构(Confidential Compute Architecture, CCA)来解决安全性问题。为此,ARM 引入一种新的概念——域(realms),它可以被视为对操作系统(OS)或虚拟机管理程序(hypervisor)完全不透明的安全容器执行环境。虽然虚拟机管理程序依然存在,但只负责资源调度和分配任务。NbIednc

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机器学习也被视为Armv9的重要组成部分,因为Arm认为在未来几年中越来越多的ML工作负载将变得司空见惯。当然,对于性能或电源效率至关重要的任何事物,仍然都需要在专用加速器上运行ML工作负载,但是仍然会大量采用在CPU上运行的较小范围的ML工作负载。NbIednc

矩阵乘法指令是此处的关键,它将代表将生态系统中更大范围的采用作为v9 CPU的基本功能所迈出的重要一步。NbIednc

责编:胡安NbIednc

  • 数据处理能力厉害了,可以替代DSP吗
  • 英特尔 无法在自己的产品堆栈中对AVX512进行标准化。
  • SVE2对x86,是一个巨大的威胁。

    即使英特尔,AMD和威盛的子公司一夜之间同意标准化SIMD指令,ARM仍将击败它们。
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