Arm物聯(lián)網(wǎng)事業(yè)部業(yè)務(wù)拓展副總裁馬健：Arm如何構(gòu)筑數(shù)智存儲(chǔ)？

蓬勃發(fā)展的移動(dòng)、云、邊緣和物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用對(duì)計(jì)算、內(nèi)存和存儲(chǔ)提出了不同的要求。云和企業(yè)數(shù)據(jù)中心通常需要長(zhǎng)期存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，或處理計(jì)算密集的數(shù)據(jù)庫(kù)操作、海量數(shù)據(jù)分析和AI模型訓(xùn)練。這些應(yīng)用在不斷挑戰(zhàn)存儲(chǔ)性能和容量的極限，也需要最高速的計(jì)算與存儲(chǔ)接口。

近日在中國(guó)閃存市場(chǎng)峰會(huì)CFMS2023上，Arm物聯(lián)網(wǎng)事業(yè)部業(yè)務(wù)拓展副總裁馬健女士接受包括電子發(fā)燒友網(wǎng)在內(nèi)的媒體采訪。她表示，Arm正在賦能所有需要計(jì)算的領(lǐng)域，而且增量市場(chǎng)對(duì)Arm技術(shù)的需求也越來(lái)越強(qiáng)勁。

Arm物聯(lián)網(wǎng)事業(yè)部業(yè)務(wù)拓展副總裁馬健女士

Arm 是未來(lái)計(jì)算與存儲(chǔ)的基石

Arm的處理器IP在智能手機(jī)和智能攝像頭市場(chǎng)以9成以上的市占率獨(dú)占鰲頭，更有全球主流的6家最大的云服務(wù)提供商推出 Arm架構(gòu)的計(jì)算實(shí)例。

Arm技術(shù)在存儲(chǔ)市場(chǎng)應(yīng)用極其廣泛，從硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)、嵌入式存儲(chǔ)到消費(fèi)、車(chē)載和企業(yè)級(jí)SSD。在2021年基于 Arm 架構(gòu)的存儲(chǔ)設(shè)備年出貨量已經(jīng)達(dá)到30億。

馬健表示，隨著數(shù)據(jù)價(jià)值和負(fù)載復(fù)雜度的增高，存儲(chǔ)必須建立在可靠、安全和高效的平臺(tái)上，也使 Arm 成為不二之選。

具體來(lái)說(shuō)，Arm 擁有豐富的經(jīng)過(guò)量產(chǎn)驗(yàn)證、高性能，高可靠、高能效的處理器、系統(tǒng)IP和工具產(chǎn)品組合，廣泛覆蓋各類(lèi)存儲(chǔ)應(yīng)用的需求。在機(jī)器學(xué)習(xí)、矢量計(jì)算、安全、自定義指令和CXL方面的重點(diǎn)投資，為未來(lái)計(jì)算和存儲(chǔ)的創(chuàng)新夯實(shí)基礎(chǔ)。Arm 始終堅(jiān)信客戶(hù)至上與生態(tài)的重要，不斷加深與全球最大的生態(tài)系統(tǒng)的合作，幫助客戶(hù)實(shí)現(xiàn)快速、簡(jiǎn)單且具有成本效益的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。

存儲(chǔ)主控的性能必將逐漸提升

隨著服務(wù)器對(duì)數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)性能要求的提高，市場(chǎng)上有不少存儲(chǔ)主控廠商都在采用更高階的Arm內(nèi)核進(jìn)行設(shè)計(jì)，比如Cortex-A55。

對(duì)此，馬健分析，為了支持更快，更高效的數(shù)據(jù)訪問(wèn)，云和企業(yè)級(jí)服務(wù)器所采用的存儲(chǔ)接口的速度和帶寬也不斷提升，比如PCIe從現(xiàn)在主流的Gen4將會(huì)演進(jìn)到Gen5、Gen6，通過(guò)每一代迭代，傳輸速率和帶寬將加倍，同時(shí)也會(huì)對(duì)存儲(chǔ)主控性能提出更高的要求。

同時(shí)，新興的計(jì)算存儲(chǔ)通過(guò)近存儲(chǔ)數(shù)據(jù)處理，減少數(shù)據(jù)搬運(yùn)，使數(shù)據(jù)密集型設(shè)備變得更實(shí)時(shí)、更高效、更安全。在計(jì)算存儲(chǔ)中，存儲(chǔ)主控將演進(jìn)成一個(gè)完整的計(jì)算系統(tǒng)，在存儲(chǔ)設(shè)備內(nèi)部執(zhí)行重復(fù)性數(shù)據(jù)預(yù)處理，或數(shù)據(jù)密集型任務(wù)，從而提高系統(tǒng)整體能效。

此外，存儲(chǔ)設(shè)備自身也越來(lái)越多地采用 AI 和 ML 來(lái)實(shí)現(xiàn)故障預(yù)測(cè)分析和恢復(fù)機(jī)制、流量確定、性能優(yōu)化以及自適應(yīng) NAND 管理以提高可靠性的要求。

在存儲(chǔ)控制器芯片應(yīng)用領(lǐng)域，Arm提供了豐富的系統(tǒng) IP，包括互連、mesh網(wǎng)絡(luò)、中斷控制器、MMU 以及物理 IP。同時(shí)，Arm持續(xù)在CXL等產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，推動(dòng)存儲(chǔ)接口發(fā)展，打破內(nèi)存密度和帶寬瓶頸的限制。

從Arm的IP產(chǎn)品線來(lái)看，常用于SSD控制器前端的Arm Cortex-A、Cortex-R處理器可助力實(shí)現(xiàn)性能提升，以滿(mǎn)足存儲(chǔ)主控在數(shù)據(jù)處理，傳輸和負(fù)載卸載等需求，作為SSD控制器后端的Arm Cortex-M會(huì)滿(mǎn)足智能NAND管理的性能所需。其中，Cortex-R82、Cortex-A76、Cortex-A78、Cortex-M55和Cortex-M85均可支持?jǐn)?shù)據(jù)中心SSD的創(chuàng)新。

ChatGPT催生AI服務(wù)器和高性能存儲(chǔ)

馬健認(rèn)為，ChatGPT是生成式人工智能技術(shù)的一種，它的大火代表著大語(yǔ)言模型 (LLM) 技術(shù)的突破。生成式AI主要依賴(lài)于諸如Transformer、BERT、 GPT系列等AI大模型。這些模型通常包含數(shù)十億至數(shù)萬(wàn)億個(gè)參數(shù)，需要龐大的數(shù)據(jù)集進(jìn)行訓(xùn)練。支持此類(lèi)大規(guī)模AI模型訓(xùn)練將進(jìn)一步推進(jìn)異構(gòu)AI服務(wù)器（CPU+GPU/FPGA/NPU）算力的迅速提升，甚至數(shù)據(jù)中心架構(gòu)的演進(jìn)。

負(fù)責(zé)控制和協(xié)調(diào)所有的計(jì)算操作的CPU性能和能效要持續(xù)提升，于是Arm服務(wù)器成為極佳的選擇；AI服務(wù)器需要高帶寬、高性能內(nèi)存和高容量服務(wù)器DRAM來(lái)提高數(shù)據(jù)處理速度，并需要HDD和SSD去存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)，為存儲(chǔ)芯片與內(nèi)存創(chuàng)新帶來(lái)發(fā)展機(jī)遇；計(jì)算存儲(chǔ)以及基于CXL的內(nèi)存擴(kuò)展或內(nèi)存池方案都有可能被用來(lái)助力提升服務(wù)器性能和系統(tǒng)整體效率。另外，廣泛部署于邊緣和終端的Arm CPU和NPU也將助力ChatGPT推理應(yīng)用的落地。

計(jì)算存儲(chǔ)

在此次峰會(huì)演講上，馬健提到存算一體或者近存計(jì)算方興未艾，并邀請(qǐng)專(zhuān)注于可計(jì)算存儲(chǔ)的合作伙伴ScaleFlux分享行業(yè)觀點(diǎn)。ScaleFluxCEO鐘浩表示，過(guò)去幾年，可計(jì)算存儲(chǔ)一直都在一個(gè)探索階段，通過(guò) FPGA 來(lái)驗(yàn)證應(yīng)用場(chǎng)景的收益和有效性?，F(xiàn)在行業(yè)即將迎來(lái)基于 ASIC 和 Arm 處理器集成的芯片，作為大幅度加速可計(jì)算存儲(chǔ)產(chǎn)品的規(guī)?；渴?。

另外，Arm計(jì)算與存儲(chǔ)行業(yè)的伙伴們也正在加深與世界頂尖的云和互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)商的聯(lián)合創(chuàng)新，掃平廣泛部署這些新技術(shù)的軟件瓶頸，使應(yīng)用負(fù)載可以更合理地分配到最適合的計(jì)算單元，以提高系統(tǒng)整體的效率和利用率。

馬健表示，Arm 持續(xù)迎合存儲(chǔ)行業(yè)的大趨勢(shì)進(jìn)行創(chuàng)新，Cortex-R82就是為智能存儲(chǔ)和計(jì)算存儲(chǔ)量身定制的，可以更好地支持高密度閃存，PCIe Gen5、Gen6接口，近存計(jì)算，并使用ML等新技術(shù)使存儲(chǔ)更智能。它既保留了經(jīng)典 Cortex-R確定性、低延時(shí)的實(shí)時(shí)處理能力，也可配置內(nèi)存管理單元來(lái)運(yùn)行Linux等豐富操作系統(tǒng)。Arm Cortex-R82在全球范圍內(nèi)已經(jīng)得到多家存儲(chǔ)廠商的認(rèn)可和采用，得一微電子就是Cortex-R82的早期采用者之一，雙方將共同探索Cortex-R82在數(shù)智計(jì)算存儲(chǔ)領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用。Arm豐富的軟件生態(tài)系統(tǒng)可以助力計(jì)算存儲(chǔ)，使近存計(jì)算可以支持的負(fù)載種類(lèi)大大提高。

總體來(lái)說(shuō)，Arm擁有全方位，高性能，高可靠，高可信的處理器和系統(tǒng)IP技術(shù)組合，以及強(qiáng)大的生態(tài)系統(tǒng)和開(kāi)發(fā)社區(qū)的高度認(rèn)可。這些也都是Arm賦能合作伙伴不斷挑戰(zhàn)創(chuàng)新極限、構(gòu)建最優(yōu)化的系統(tǒng)，產(chǎn)生差異化價(jià)值的力量源泉。