可供货华为！ARM 十年来首次发布最新架构 Armv9

长庆wcqjs 2021-04-02

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3月31日，ARM发布了全新CPU架构ARMv9，这是ARM自2011年10月推出Armv8架构后，10年来首次对CPU架构的进行重大调整与变革。

这个新的架构给平台带来了很多重大的变化，ARM表示，Armv9有两个核心侧重点：人工智能和安全，且将会装备在未来3000亿颗ARM芯片中。预计现有的发展速度，预估未来5年内ARM设备的出货量超1000亿台，共享数据（终端和云端）100%在ARM芯片上处理。

ARM在2011年首次推出v8.x指令集，当时最大的特点是支持了64位指令集，这让ARM开启了在移动领域的攻城略地。10年之后的今天，人工智能、大数据、边缘智能渗透到人们的生活，数据成为重要的生产要素，在通用计算所具备的经济性、设计自由度和可及性的基础上，市场需要普适专用、安全而强大的处理能力，因此，ARM推出了v9架构，为未来的移动端设备、计算机和服务器提供更强的算法支持。

Armv9有三个主要支柱：安全性、AI（机器学习）以及改进的矢量和DSP功能。

ARM客户业务营销副总裁伊恩·斯迈斯（Ian Smythe）表示，他相信这种新架构在未来10年改变人们的计算方式，“ARM将会提供最好的方式来处理数据爆炸、处理数据、转移数据和保护数据的需求。”

安全

随着边缘到云的用例越来越复杂，异构计算也变得越来越普遍。硬件和软件开发商之间的协同也愈发重要。ARM和微软密切合作开发的Armv9机密计算功能就是硬件和软件之间协同的一个很好的范例。

在安全方面，Armv9架构路线图将引入ARM的机密计算架构（Confidential Compute Architecture, CCA）和动态创建机密领域概念（Realms）。

机密计算可以打造基于硬件的安全运行环境来执行计算，保护部分敏感数据和代码，甚至不受特权软件的影响。也就是说，即使是具有最高权限的设备操作系统也无法影响。虽然操作系统可以决定何时运行，但应用程序位于独立的硬件保护内存区域，和系统中的一切是隔离的。这意味着就算社交媒体应用真的感染了恶意软件，也不会传播给设备里的其他部分。

而机密领域（Realms）则是面向所有应用，运行在独立于安全或非安全环境之外的环境中，实现保护数据安全的目的，在传输中和休息时保持数据加密，并在使用时被硬件隔离，在云环境中，也意味着保护物理CPU以及运行在第三方代码旁的虚拟化处理器。

同时，Armv9-A处理器中还增加了一个Arm内存标签扩展（MTE），开发人员可以用“标签”锁定数据串，只有使用正确的密钥才能访问，该密钥由负责从内存中调用数据的代码“指针”持有，从而确保和保障数据的安全。

AI机器学习的优化

未来将是AI大行其道的时代，但目前大部分人工智能解决方案成本依然偏高。所以Armv9把机器学习作为重要组成部分，ARM认为，在未来几年中，越来越多的ML工作负载将变得司空见惯。

ARM与富士通合作开发了可伸缩矢量扩展（Scalable Vector 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。这是一项旨在帮助机器学习和数字信号处理任务的技术。

SVE和SVE2可增加各种现代SIMD功能，并且向量大小可变，覆盖范围从128b到2048b，无论在什么硬件运行都允许向量的可变粒度为128b。未来，5G系统到虚拟现实（VR）/增强现实（AR）以及图像处理、语音识别等机器学习工作负载都收益。这样的AI应用程序或许是英伟达目前以400亿美元收购ARM的关键原因。

实现性能最大化

过去的5年里，ARM技术每年都在积极提升CPU性能，ARM表示，在未来两次迭代中，移动和基础设施CPU性能提升将超过30%以上。

为了做到这个目标，ARM的全面计算（Total Compute）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来加速总体计算性能。

全面计算的设计原则应用包括但不限于汽车、客户端、基础设施、物联网解决方案等，此外，ARM还在开发多项技术来提高频率、缓存、带宽，并降低内存延迟，最大限度地提升基于Armv9的CPU性能。。

ARM表示，所有现有的软件都可以基于Armv9的处理器上运行，没有任何问题。

Armv9不受EAR约束，可供货华为

ARM的发言人表示，ARM既有源于美国的IP，也有非源于美国的IP，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）约束，ARM已将此通知美国政府相关部门，并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。这意味着华为海思是可以授权V9架构的。

在展望由AI定义的未来时，我们必须夯实现如今的计算基础以应对未来的独特挑战。此事正是ARM打开新市场、抓住新机遇的关键，Armv9通过弥合软硬件之间的关键差距，来构建和变成未来的可信计算平台，同时实现标准化，未来将会帮助更多合作伙伴在成本控制和业务发展之间取得平衡。

最后据ARM透露，预计第一批搭载Armv9架构的处理器将在今年年底前发货。