整理 | 伍杏玲

出品 | AI科技大本营（ID:rgznai100）

随着 AI、大数据、IoT 技术的相互渗透，人们对数据的要求也越来越高，如何提供普适专用、安全而强大的处理能力的架构？Arm 为这个答案准备十年。

近日，Arm 推出全新 Armv9 架构，将驱动下一个 3000 亿个基于 Arm 架构的芯片发展，这距离 Arm 在 2011 年发布的 v8 架构已有十年。

十年磨一剑，Armv9 三大优势

相对 Armv8 的移动互联特性，Armv9 架构有哪些改进的地方？

Arm高级副总裁、首席架构师兼技术院士 Richard Grisenthwaite 表示，首先Armv9 架构是基于 Armv8 既往成功的基础，增添了针对矢量处理的 DSP、机器学习、安全等这三个技术特性。

目前 64 位上的 v8 架构中的所有功能均将在 v9 架构中得到支持，且 v9 架构将支持在 32 位上的 v8 架构功能。

1、机密计算架构，捍卫数据安全

今年 315 晚会曝光了人脸识别摄像头“偷走”你的脸，招聘平台大量简历流向黑市，手机清理软件偷偷收集老人信息等安全事件，数据不仅作为个人重要资产，且作为数字经济的核心生产要素，如何得到可靠的安全保障已成为数字化社会发展的基础。

为了保护数据安全，Armv9架构采用Arm机密计算架构（ConfidentialCompute Architecture, CCA），机密计算可通过打造基于硬件的安全运行环境来执行计算，保护部分代码和数据，免于被存取或修改，甚至不受特权软件的影响。

Arm CCA 引入动态创建机密领域（Realms）的概念，机密领域面向所有应用，运行在独立于安全或非安全环境之外的环境中，以实现保护数据安全的目的。例如，在商业应用中，机密领域可以保护系统中商用机密数据和代码，无论它们正被使用、闲置或正在传输中。

在最近一项针对企业高管的Pulse调查中，超过九成的受访者相信，机密计算可以帮助降低企业在安全方面投入的成本，如此一来，他们可以转而大量的投入工程创新。

2、专为 Armv9 打造 SVE2，增强 AI 能力

据预测，到 21 世纪 20 年代中期，全球将有超过 80 亿台搭载 AI 语音辅助的设备，其中 90% 或更多设备上的应用程序将包含 AI 元素以及基于 AI 的界面。

为了满足这一需求，Arm与富士通合作开发了可伸缩矢量扩展（ScalableVector Extension, SVE）技术，并驱动了世界上最快的超级计算机“富岳”。在此基础上，Arm 为 Armv9 开发了 SVE2，以便在更广泛的应用中实现增强的机器学习和数字信号处理能力。

SVE2 增强了对在 CPU 上本地运行的 5G 系统、虚拟和增强现实以及 ML 工作负载的处理能力，例如图像处理和智能家居应用。在未来几年，Arm 将进一步扩展其技术的 AI 能力，除了在其 Mali™GPU 和 Ethos™NPU 中持续进行 AI 创新外，还将大幅增强CPU内的矩阵乘法。

3、通过系统设计实现性能最大化

随着摩尔定律正在放缓，Armv9 的算力会有所影响吗？

Richard Grisenthwaite表示，Arm在新一代架构Armv9上将保持这个速度，预计未来两代移动和基础设施CPU的性能提升将超过30%。，这个数据是根据业界标准评测工具来衡量的，30%的算力提升完全是凭借于本身的架构而不是借助于制程工艺来实现。未来通过最大化地提升频率、带宽、缓存大小、并减少内存延迟，以最大化CPU 性能。

然而，随着行业从通用计算向普遍的专用处理发展，每年两位数的CPU性能提升是不够的。除了增强专用处理能力，Arm的全面计算设计方法将通过集中的系统级硬件和软件优化以及用例性能的提高，加速总体计算性能。

通过将全面计算的设计原则应用在包含汽车、客户端、基础设施和物联网解决方案的整个IP组合中，Armv9系统级技术将遍及整个IP解决方案，并改善个别IP。此外，Arm还在开发多项技术以提高频率、带宽、缓存，并降低内存延迟，从而最大限度地提升基于Armv9的CPU性能。

过去五年，基于 Arm 架构的设备出货量超过 1000 亿。Arm 相信，按照目前的速度，无论是在终端、数据网络还是云端，全球 100% 的共享数据很快将会通过 Arm 技术进行处理。

不受 EAR 约束，华为也能用！

移动时代，Armv8 架构蓬勃发展。对于 Armv9 架构未来将会在哪些场景广泛应用？

Richard Grisenthwaite 表示，Armv8 不仅被广泛应用在智能手机上，在服务器、PC、网络设备等领域中都可以看到 Armv8 的身影。Armv9 同样将会应用于上述领域，尤其是在服务器及汽车领域。在服务器领域中，越来越多云计算厂商正在使用 Arm 架构。在汽车领域，像无人驾驶、车内智能等也用到了 Arm 架构。还有物联网领域，Arm 架构也在逐渐被推广。

告诉大家一个好消息：搭载 Armv9 架构的芯片最快在 2021 年年底就会面世。在 Armv9 推出后，Arm 将首先推出 Armv9-A 系列，针对安全、DSP、ML这三个重点的领域，接下来也会逐渐推出 Armv9-M 跟 Armv9-R 系列。

经过全面的审查，Arm 确定其 Armv9 架构不受美国出口管理条例(EAR)的约束。Arm 已将此通知美国政府相关部门，Arm 将继续遵守美国商务部针对华为及其附属公司海思的指导方针。

最后，谈及下一个十年计划，Richard Grisenthwaite 说：“更复杂的基于AI的工作负载需求，正在推动更安全和专用处理的发展，这将是打开新市场、抓住新机遇的关键。Armv9将赋能开发者通过弥合软硬件之间的关键差距，构建和编程未来的可信计算平台，同时实现标准化，帮助我们的合作伙伴在更快的上市时间和成本控制之间取得平衡，同时能够创建自己独特的解决方案。”

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