ARM下一代芯片架構(gòu)增加人工智能AI技術(shù)，提前為VR和人工智能布局？

　　ARM近日推出全新的DynamIQ技術(shù)，并表示作為未來(lái)ARM Cortex－A系列處理器的基礎(chǔ)，基于ARM big．LITTLE技術(shù)演進(jìn)的DynamIQ技術(shù)相比上一代技術(shù)將提供更多的核心搭配方式，并覆蓋從端到云的安全、通用平臺(tái)。

　　其中最令人感到驚訝的是ARM副總裁及計(jì)算產(chǎn)品事業(yè)部總經(jīng)理Nandan Nayampally宣稱根據(jù)ARM測(cè)算，到2020年左右搭載DynamIQ的ARM下一代芯片將比現(xiàn)在在人工智能表現(xiàn)上有50倍的性能提升。

　　Fabless模式助ARM用27年完成1000億芯片出貨量

　　伴隨近些年智能手機(jī)的火熱，ARM這三個(gè)字母開(kāi)始被大眾所熟知。但大部分人所不知道的其實(shí)ARM公司的前身Acorn早在1978年就由物理學(xué)家赫爾曼·豪澤（Hermann Hauser）和工程師Chris Curry在英國(guó)倫敦正式成立。1990年ARM從Acorn分拆出來(lái)開(kāi)啟了自己的傳奇之路。借助90年代手機(jī)的快速發(fā)展，2002年基于ARM技術(shù)的芯片出貨量累計(jì)達(dá)到了10億片，而此后的15年更是如開(kāi)掛一般：2005年一年出貨量就完成10億片，2010年10億片的出貨速度縮短到了1個(gè)季度，到了2013年更是將時(shí)間進(jìn)一步縮短到只用一個(gè)月，并于2017年宣布正式達(dá)成1000億芯片出貨量的里程碑，而在輝煌成績(jī)的背后，F(xiàn)abless這種獨(dú)特的授權(quán)模式功不可沒(méi)，而Fabless到底是什么呢？

　　ARM副總裁及計(jì)算產(chǎn)品事業(yè)部總經(jīng)理 Nandan Nayampally

　　在半導(dǎo)體芯片行業(yè)，企業(yè)的模式主要分三種，一種是從設(shè)計(jì)，到制造、封裝測(cè)試以及投向消費(fèi)市場(chǎng)一條龍全包的企業(yè)，稱為IDM（Integrated Design and Manufacture）公司，比如我們所熟知的英特爾。IDM模式的好處在于由于所有環(huán)節(jié)均一手包辦所以從IC 設(shè)計(jì)到完成IC制造所需的時(shí)間較短也不存在工藝流程對(duì)接的問(wèn)題，缺點(diǎn)也很明顯，那就是對(duì)資金的需求堪稱海量，以臺(tái)積電將要新建的18英寸晶圓廠為例，預(yù)算高達(dá)159億美元，這顯然不是一般半導(dǎo)體廠商所能承受的。

　　說(shuō)到Fabless就要提Foundry（代工廠），F(xiàn)abless是只做設(shè)計(jì)不做生產(chǎn)，代表企業(yè)就是ARM。ARM不制造、不銷售任何芯片，只是自己設(shè)計(jì)IP，包括指令集架構(gòu)、微處理器、圖形核心、互連架構(gòu)，然后誰(shuí)喜歡誰(shuí)想要就把授權(quán)賣給誰(shuí)。至于客戶拿到ARM的IP后想怎么干完全不管。

　　而Foundry（代工廠）的代表企業(yè)臺(tái)積電和Global Foundry是只做代工不做設(shè)計(jì)。Fabless的優(yōu)點(diǎn)在于設(shè)計(jì)靈活，設(shè)計(jì)成本低，而缺點(diǎn)則是需要與代工廠配合，比如當(dāng)你設(shè)計(jì)出10nm的芯片之后，如果代工廠工藝沒(méi)達(dá)到時(shí)你只能干著急。不過(guò)由于英特爾這類的傳統(tǒng)半導(dǎo)體大廠過(guò)去對(duì)移動(dòng)市場(chǎng)的不重視，使得沒(méi)有什么競(jìng)爭(zhēng)的ARM公司快速發(fā)展起來(lái)，而將其真正推向巔峰的則是其獨(dú)特的授權(quán)模式。

　　ML和AI指令集助力DynamIQ占領(lǐng)人工智能市場(chǎng)

　　智能語(yǔ)音、圖像識(shí)別、自動(dòng)駕駛、無(wú)人機(jī)、個(gè)人助理這些人工智能的應(yīng)用場(chǎng)景相信大家都不陌生，而在剛剛結(jié)束的兩會(huì)上人工智能首次寫入政府報(bào)告中可以看出目前人工智能的重要性。人工智能能否實(shí)現(xiàn)有兩個(gè)重要因素：計(jì)算力和算法。而這次的DynamIQ發(fā)布會(huì)上，Nandan Nayampally特意用了很長(zhǎng)的篇幅介紹DynamIQ的諸多特性。相信這也是DynamIQ單詞的最后兩個(gè)字母用IQ的深意。

　　ARM公司認(rèn)為在加速人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)方面應(yīng)通過(guò)對(duì)CPU以及片上系統(tǒng)兩方面性能的提升來(lái)實(shí)現(xiàn)的。指令集是處理器的靈魂，盡管傳統(tǒng)的ARM芯片已被用于人工智能領(lǐng)域，但由于缺乏原生指令集使得目前的ARM芯片在不論機(jī)器學(xué)習(xí)還是人工智能方面的執(zhí)行效率都不甚理想。為此ARM公司開(kāi)發(fā)了原生的ML（機(jī)器學(xué)習(xí)）和AI（人工智能）指令集并加入DynamIQ之中來(lái)提升芯片在人工智能領(lǐng)域的表現(xiàn)，根據(jù)ARM自身的測(cè)算，在未來(lái)的3·5年時(shí)間內(nèi)，借助DynamIQ專用的處理器指令和優(yōu)化庫(kù)架構(gòu)將使得人工智能運(yùn)算性能提升50倍。這也將成為未來(lái)Cortex－A 8系列處理器的基礎(chǔ)，讓ARM公版架構(gòu)同其他第三方架構(gòu)形成差異性競(jìng)爭(zhēng)。

　　安全第一

　　隨著物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)，安全問(wèn)題變得日益嚴(yán)重，在ARM看來(lái)提高安全性主要有以下三個(gè)方面：高性能，快響應(yīng)和能夠快速進(jìn)行故障恢復(fù)。以汽車行業(yè)為例，今天一臺(tái)高端豪華汽車中應(yīng)用的電子控制單元多達(dá)幾十，而目前大量的汽車所采用的正是ARM芯片，而芯片的穩(wěn)定性與安全性關(guān)乎著車上所有乘客的安全。本次發(fā)布的DynamIQ技術(shù)專門為ADAS（高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)）推出解決方案，來(lái)提升整體安全性和可靠性，并確保合作伙伴能夠設(shè)計(jì)ASIL－D合規(guī)系統(tǒng)，即使在故障情況下仍然能夠安全運(yùn)行。

　　企業(yè)市場(chǎng)大戰(zhàn)一觸即發(fā)

　　ARM對(duì)企業(yè)市場(chǎng)野心早已路人皆知，而在本次發(fā)布會(huì)上Nandan Nayampally更是提出了：“計(jì)算在哪，ARM就在哪?！钡目谔?hào)，并特意指出DyanmIQ在企業(yè)級(jí)市場(chǎng)非常看重的：I／O、內(nèi)存帶寬、穩(wěn)定性、能耗比，穩(wěn)定安全性等多個(gè)關(guān)鍵換節(jié)點(diǎn)上都做出了相應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。由于沒(méi)有詳細(xì)數(shù)據(jù)，筆者無(wú)法知曉DynamIQ具體表現(xiàn)到底如何只是知道如果想拿下企業(yè)市場(chǎng)，生態(tài)圈的支持是必不可少的，而這時(shí)候就不得不提到微軟。

　　在本月舉辦的Open Compute Project峰會(huì)上，微軟曾放出驚人消息，宣布Windows Server已經(jīng)支持在AMR芯片上運(yùn)行并聲稱現(xiàn)在客戶完全可以考慮基于ARM芯片的Windows Server 服務(wù)器平臺(tái)。而在Open Compute Project峰會(huì)之前就微軟Azure云業(yè)務(wù)副總裁詹森·桑德就表示微軟正在測(cè)試ARM芯片，將其應(yīng)用到搜索、存儲(chǔ)、機(jī)器學(xué)習(xí)和大數(shù)據(jù)等領(lǐng)域。桑德稱：“雖然目前尚未部署，但下一步使用ARM處理器是件很自然的事情?！?/p>

　　而在筆者在發(fā)布會(huì)中間休息時(shí)間私下與ARM資深總監(jiān)俞愛(ài)玲就如何看待ARM未來(lái)在服務(wù)器市場(chǎng)發(fā)展這一問(wèn)題交流時(shí)，俞女士大方的表示盡管ARM過(guò)去在服務(wù)器市場(chǎng)份額幾乎為零，但一切都在云計(jì)算時(shí)代得到改變，比如微軟已經(jīng)開(kāi)始將ARM處理器應(yīng)用到自家的云計(jì)算服務(wù)器中。筆者認(rèn)為這意味著服務(wù)器的芯片大戰(zhàn)一觸即發(fā)。而除了服務(wù)器市場(chǎng)外，未來(lái)的網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備，嵌入式等等多個(gè)領(lǐng)域都將開(kāi)始激烈的競(jìng)爭(zhēng)。

　　向第三方架構(gòu)說(shuō)不 最終需市場(chǎng)檢驗(yàn)

　　在最后快要散場(chǎng)的時(shí)候，筆者單獨(dú)問(wèn)了Nandan Nayampally一個(gè)重要問(wèn)題：“高通蘋果三星都有自己的架構(gòu)，那么DynamIQ技術(shù)是否也能讓他們收益呢?！?Nandan Nayampally的回答是 No。從這個(gè)答案中能看出未來(lái)ARM陣營(yíng)自身也將會(huì)在各個(gè)前沿市場(chǎng)展開(kāi)大戰(zhàn)。目前看來(lái)ARM公司自身的DynamIQ解決方案確實(shí)覆蓋了各個(gè)市場(chǎng)和應(yīng)用場(chǎng)景。但高通蘋果畢竟也不是吃素的，在占領(lǐng)了智能手機(jī)和平板的高端芯片架構(gòu)市場(chǎng)后，也必將在其他市場(chǎng)有所行動(dòng)，就像高通收購(gòu)NXP進(jìn)攻車載市場(chǎng)一樣。

　　三星華為用的都是Mali GPU

　　作為ARM陣營(yíng)的領(lǐng)導(dǎo)者ARM公司，自然希望有更多的合作伙伴能使用自身倡導(dǎo)的解決方案，這有點(diǎn)類似于今天安卓系統(tǒng)中，谷歌希望更多的手機(jī)廠商可以采用原生安卓。當(dāng)然，兩者之間還是有一定的區(qū)別，相比谷歌牢牢控制底層核心代碼，ARM在授權(quán)方面依然開(kāi)明很多，就像每次指令集升級(jí)時(shí)都會(huì)邀請(qǐng)頂級(jí)合作伙伴共同參與修改和測(cè)試，同時(shí)在架構(gòu)方面也允許頂級(jí)合作方隨意修改。但就像今天越來(lái)越多的合作伙伴開(kāi)始采用ARM公司的Mali GPU作為解決方案一樣，當(dāng)更多的企業(yè)直接采用ARM公司自身的完整解決方案，對(duì)于ARM公司來(lái)說(shuō)必定是一個(gè)很大的利好，只是最終DynamIQ是否能成為架構(gòu)競(jìng)爭(zhēng)中的佼佼者還要接受市場(chǎng)的檢驗(yàn)。