吳明宜Arm 本周公佈十年來首個架構大改版 Armv9，新設計強調安全性、支援 AI 及效能提升，並號稱將使未來 2 個世代晶片效能提升 30% 。
Arm 提供晶片架構並將設計授權給其他人，它的客戶五年來已出貨千億個晶片。去年 Nvidia 宣佈以 400 億美元收購 Arm，不過目前還在各國政府的審查當中。
Arm 執行長 Simon Segars 指出 Armv9 是未來 3000 億 Arm 晶片的基礎。 Arm 的客戶迄今已出貨 1,800 億片晶片，觸及全球 70% 人口，Segars 說。
Armv8 架構宣佈已是 2011 年的事，v8 是 64-bit 處理架構，使 Arm 裝置得以從低耗電行動裝置擴展到高階超級電腦。而 v8 也成為史上最成功的智慧型手機、物聯網及各種工業裝置的晶片平台。
在全球吹起 AI 、 IoT 和 5G 風潮下，Armv9 新功能將推動 Arm 從一般用途晶片轉變為更專門化的運算領域，擴及各類應用。
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安全性
為解決今天科技挑戰—保護資料—Armv9 的科技藍圖加入了 Arm 機密運算架構 (Arm Confidential Compute Architecture, CCA ) 。機密運算是透過在硬體安全環境下執行運算，旨在保護程式及資料使用時免於惡意程式甚至有權限軟體的存取或修改。
Arm CCA 加入動態建立的 Realms 概念，藉由將重要程式碼及資料隔離一個空間 (Realm) 內（類似安全區 enclave），與其他空間切開來確保安全性。所有應用程式都能使用 Realms 。例如在企業應用中，Realm 可保護敏感資料和程式碼在使用、儲存或傳輸中的安全性。
AI 應用
第二個重點是 AI 。現今無所不在的 AI 作業需要更專門、更多元的解決方案。例如分析師估計 2020 年中全球有超過 80 億個 AI 語音助理系統，其中 90% 以上的裝置上應用程式都會包含 AI 元素以及 AI 介面（如語音或視覺操控）。
為此 Arm 與富士通合作開發可伸縮向量擴充 (scalable vector extension, SVE) 指令集技術，後者是全球最快超級電腦富士岳 (Fugaku) 的核心。 Arm 開發了 SVE2 for Armv9 以支援進階機器學習 (ML) 、數位訊號處理 (digital signal processing) 的執行，並整合到各種應用情境中。
SVE2 也提升 5G 系統、虛擬及擴增實境、以及機器學習作業（如圖像處理及智慧家庭應用）的處理能力。未來幾年內，Arm 也會進一步延伸 AI 能力，來強化 CPU 中的矩陣乘法，以及改善 Mali GPU 及 Ethos NPU (network processing unit) 。
Segars 指出，工業自動化大廠 Johnson Controls 也計畫使用 Armv9 管理製冷設備中，用電量節省 50% 。
此外 Segars 也表示，搭載 Armv9 的智慧型手機將在今年底問世。
除了安全性，Armv9 還支援專門化的 AI 、 DSP 及 XR 作業，此外，Segars 也預計在合併入 Nvidia 後可用於提升 GPU 運算的效益。
效能
過去五年來 Arm 設計致力改善 CPU 的運算效能，估計未來兩世代的手機和基礎架構 CPU 可望提升 30% 。
但另一方面，隨著運算型態從通用型的運算轉化普及的專門化運算型態，二位數的效能提升已經不夠。因此，除了改善專門化運算效能，Arm 將以 Total Compute 設計，透過系統級硬體及軟體最佳化，以及提升個別應用情境效能，加速整體運算效能。
藉由 Total Compute 設計原則應用於各個領域，包括汽車、用戶端、基礎架構、 IoT 解決方案，Armv9 架構將擴及 Arm 所有智財產品線。 Arm 並表示也同時開發增進頻率、頻寬、快取，並減少記憶體延遲的技術，藉此進一步提升 Armv9-based CPU 的效能。
在 Arm v9 的發表會上，也找來客戶背書，包括 Ampere Computing 、 Cadence 、 Crytek 、鴻海、富士通、 Google 、 Marvell 、聯發科、 Nvidia 、 NXP 、 Oppo 、 Red Hat, 瑞薩 (Renesas Electronics) 、三星、、西門子、新思科技 (Synopsys) 、 Unity Technologies 、 Vivo 、 VMware 及小米等。
來源：VentureBeat