Arm釋出面向下一代處理器晶片的Armv9架構

　　日前，英國晶片設計公司Arm公佈了下一代CPU架構發展路線圖。

　　Arm的新型晶片將針對諸如人工智慧和數字訊號處理之類的特殊工作負載進行最佳化，並在晶片中內建更高的安全性。正在被Nvidia收購的Arm公司，打造了當今大多數移動處理器所使用的基本架構，並提供該架構的授權，其晶片被蘋果和三星等公司的智慧手機所採用。

　　備受期待的Armv9是十年來Arm CPU體系架構的首個重大更新，主要集中在兩個方面：更高的效能和更好的安全性。

　　Arm執行長Simon Segars在影片演講中表示，效能是必須的，因為隨著人工智慧、物聯網和5G的發展，晶片行業正在迅速從通用計算轉向更專業的應用。他指出，過去五年中，基於Arm晶片的裝置出貨量超過1000億部。

　　Segars表示：“以當前的速度，全球所有共享資料都將在Arm上進行處理，無論是在端點、在資料網路、還是在雲中。這一普及趨勢也體現了Arm應該提供更高安全性和更高效能的責任。”

　　Arm表示，將透過Armv9晶片使其Scalable Vector Expansion技術將成為全球最快超級計算機——富士通Fugaku系統的核心，從而提高效能。該技術旨在加快跨各種應用的專用機器學習和數字訊號處理工作負載，透過增強5G系統、虛擬和擴增實境、以及機器學習工作負載（例如在CPU上本地執行影像處理）的處理能力實現這一點。

　　Arm表示：“未來幾年，Arm將透過顯著增強CPU進一步擴充套件其技術的AI能力。”

　　Segars說，多年來Arm一直在努力提高處理器的AI能力，並且這一努力已經為各種專業應用鋪平了道路。Segars說：“但是，AI仍然繼續更高效的計算能力。我們的合作伙伴希望進一步實現他們的AI未來，而這取決於我們要抓住一切機會來幫助他們。”

　　Arm表示，在未來兩代移動晶片和伺服器晶片中，Arm將把CPU效能提升超過30％。此外，Arv9架構整合了Arm所謂的“Total Compute設計方法”，透過一系列系統級硬體和軟體最佳化進一步提高效能。

　　Moor Insights＆Strategy總裁兼首席分析師Patrick Moorhead表示：“Arm將使機器學習能力整合到終端產品中變得更加容易。重要的是要認識到，對於大多數效能場景來說，尤其是CPU，重點是設計架構而不是指令集。因此換句話說，晶片設計師仍然需要設計出效能卓越的產品。”

　　Arm還表示，將在其汽車、客戶端、基礎設施和物聯網晶片整個產品組合中應用Total Compute設計原則，並承諾未來將會進行更多增強，包括正在進行有關增加頻率、頻寬和快取大小，以及縮短Arm9晶片記憶體等待時間方面的工作。

　　Constellation Research分析師Holger Mueller認為：“晶片架構為無限計算提供了強大的動力，計算資源無處不在且成本低廉，因此當像Arm這樣的主流公司釋出了新的參考架構時，就該要注意了。毫不奇怪的是，關鍵架構重點領域都集中在了AI上，正如Arm和富士通合作提供的SVE2。估計很快我們會聽到更多有關於此的資訊。”

　　在安全性方面，Arm表示將在Armv9路線圖中引入一種新的Confidential Compute Architecture 機密計算架構。機密計算是對在記憶體中處理的資料進行加密，讓資料不會暴露給計算機系統的其他部分。機密計算通常被稱為資料安全的“聖盃”，因為儘管對靜態資料和傳輸中的資料進行加密的方法已經被普遍採用，但是並沒有一種可靠的方法能夠在資料被實際使用的時候確保其安全性。

　　Arm表示，Arm的Confidential Compute Architecture致力於改變這個現狀，透過在基於硬體的安全環境中進行計算來保護程式碼和資料在處理過程中不被訪問或修改。更具體地說，Arm在這個架構中引入了“領域”（Realms）的概念，適用於所有應用。

　　Arm說，這是晶片的一個區域，與安全和非安全環境是分離開的。以商業應用為例，這個領域可以將敏感資料和程式碼相當於應用其他部分保護起來，不管資料是在傳輸中的還是靜態的。Arm稱，這一點這很重要，因為最近Pulse的一項調查發現，有90％的企業高管認為機密計算將大大降低安全成本。

　　Segars還在他的演講中提及了Confidential Compute Architecture架構帶來的一些直接好處。他提到了後疫情時代，以及人們對於在裝置中儲存醫療資訊、以便快速訪問關鍵資訊的需求。

　　Segars說：“但是對我來說，我希望在裝置上執行高階加密功能，但現在卻是無法做到的。這就是我們的Armv9架構所引入的功能，例如可以消除記憶體安全問題的記憶體標籤，以及為安全資料操作提供儲存庫的領域管理。”

　　Wikibon分析師David Floyer表示，很明顯Arm專注於端到端安全性是符合其願景的，即所有資料在其生命週期的某個階段，都將流經Arm處理器，無論是在網路或雲中的邊緣。

　　Floyer說：“Arm強調透過硬體、韌體和軟體提供一個平臺，確保容器、虛擬化、Linux軟體平臺以及在其上執行的軟體將可以在不更改Arm處理器的情況下執行。Arm提出的端到端安全願景是我見過的最好的。”