安謀科技：十年磨一劍的Armv9架構(gòu)，下半年將有終端面市

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/黃晶晶）從2011年推出Armv8，到2021年推出Armv9，這十年中Arm的設(shè)備已經(jīng)無處不在，基于Arm設(shè)備出貨已經(jīng)1800億，覆蓋各行各業(yè)。安謀科技高級FAE經(jīng)理鄒偉在第九屆EEVIA年度中國電子ICT媒體論壇暨2021產(chǎn)業(yè)和技術(shù)展望研討會上表示，基于Armv9架構(gòu)的處理器終端將于今年下半年面市。

Armv9架構(gòu)特色

Armv9架構(gòu)重點進(jìn)行了三方面的提升，一是機(jī)器學(xué)習(xí)，隨著人工智能的火熱，專用的加速器變得流行，那么CPU架構(gòu)也需要適時引入機(jī)器學(xué)習(xí)做計算。二是，真實的信號處理，它能夠方便地適應(yīng)機(jī)器學(xué)習(xí)，以及更多的數(shù)據(jù)處理要求。三是增強(qiáng)了安全性。在底層架構(gòu)上CPU增強(qiáng)了對安全的支持。

Armv9架構(gòu)設(shè)計的理念在于既方便客戶設(shè)計，又能夠廣泛覆蓋到應(yīng)用。鄒偉表示，CPU架構(gòu)的設(shè)計挑戰(zhàn)在于，CPU負(fù)載越來越復(fù)雜，場景的多樣化意味著需求的不同。同時，隨著摩爾定律的放緩，如果繼繼追求性能、功耗。還有的芯片的研發(fā)成長變高，生產(chǎn)周期變長，就要求有更好的架構(gòu)和IP的支持。此外就是CPU架構(gòu)能在較長的生命周期中支持到盡可能廣泛的應(yīng)用。

系統(tǒng)提升

處理器性能的提升不再是以PPA（面積、性能和功耗）來衡量，而因考慮系統(tǒng)級的優(yōu)化。因此，Armv9針對頻率、帶寬、緩存大小等指標(biāo)進(jìn)行了提升。首先是提升頻率，3GHz的CPU，每提升100兆，性能提升3%；其此是內(nèi)存訪問低時延，例如減少5納秒，性能提升1%；另外，帶寬從20Gb到60Gb，10Gb大概提升2%的性能，Cache大概能達(dá)到9%的性能提升。



Arm就是從這些細(xì)微的方面著手使得Armv9架構(gòu)處理器的性能提升達(dá)到30%。這也是全面計算的優(yōu)勢體現(xiàn)。

這幾年，Arm已經(jīng)將處理器版圖從消費電子延伸到PC、服務(wù)器等領(lǐng)域。鄒偉表示，在蘋果M1采用8核CPU，4+4大小核設(shè)計后越來越多的企業(yè)認(rèn)可Arm的big.LITTLE設(shè)計，因此可以說Arm幾乎都是超前的對基礎(chǔ)架構(gòu)進(jìn)行了創(chuàng)新，以支持終端產(chǎn)品的應(yīng)用和創(chuàng)新。

此外，Arm的MaliGPU IP也從移動設(shè)備端進(jìn)入到汽車領(lǐng)域。相較于移動端，汽車領(lǐng)域?qū)PU的需求更加重視安全和虛擬化技術(shù)，功能安全很好理解，而虛擬化方面，由于汽車的多屏化趨勢，相比手機(jī)已經(jīng)不只一塊屏幕，那么對于圖像虛擬化的要求更高。

安全

近年來，網(wǎng)絡(luò)安全事件頻發(fā)，攝像頭被攻破、人臉識別信息被竊取等，網(wǎng)絡(luò)攻擊將成為工程人員不可忽視的安全問題。

面對這種情況，Arm推出了平臺安全架構(gòu)PSA，在國內(nèi)聯(lián)合信通院實驗室，進(jìn)行PSA認(rèn)證。在芯片設(shè)計時可以采用安全I(xiàn)P，設(shè)計符合安全規(guī)范的芯片。也讓芯片的采用方知曉設(shè)備是否滿足某種設(shè)計規(guī)范、是否安全。



Armv9架構(gòu)在安全方面有著不少創(chuàng)新，通常會有安全區(qū)域應(yīng)用于金融支付，但對那些人臉認(rèn)別的數(shù)據(jù)，它非常敏感，但可能不在支付安全區(qū)域，若放非安全區(qū)域又不安全，我們?nèi)绾伪Ｗo(hù)這一類數(shù)據(jù)？鄒偉解析，Armv9引入了機(jī)密計算，它的特別之處在于，應(yīng)用程序可以根據(jù)自己的需求，在非安全領(lǐng)域運行的時候，若有些數(shù)據(jù)和代碼需要保護(hù)，則能夠申請進(jìn)入機(jī)密計算，系統(tǒng)會分配相應(yīng)的空間，確保安全。簡單來說，Armv9提出的機(jī)密計算，提供更靈活的方案，在非安全領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用程序，能隨時動態(tài)的申請保護(hù)它的代碼和數(shù)據(jù)，從而達(dá)到對個人數(shù)據(jù)的保護(hù)，這跟以前的方式有很大的不同。