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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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:
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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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