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参加一场ARM技术大会，我听到了这些细节

2016-11-09 10:24:00 来源: 互联网

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过去十年，全球硬件生态发生了翻天覆地的变化，从最初的PC到20世纪末的移动设备，再到今天的物联网，种类繁多的硬件正在全面影响人类的生活。这十年间的技术变革，与一家建立于英国的半导体企业密不可分，那就是在今年年初被日本软银以320亿美元收购的ARM。

日前在深圳举办的“ARM年度技术论坛”深圳站上，ARM全球执行副总裁兼大中华区总裁吴雄昂先生在演讲中表示：“过去十年，ARM已经和其客户一起打造了一个覆盖了移动、平板、机顶盒到物联网等众多嵌入式设备的庞大生态系统。”

得益于精简指令的天然属性，ARM打造的生态系统已经把软件硬件，全球资源，成本，功耗，打造到无可比拟的地步，让人们可以随时随地体验到这个技术。而在即将到来的物联网时代，在一个对数据、通信和人工智能都有了新的需求的时代，ARM将会持之以恒的投入参与，期待在下一个十年创造更大的辉煌。

要完成这么个宏伟目标，先从一件小事做起，例如做一个更加安全的ARM内核。

ARM 用 TrustZone 等技术为物联网保驾护航

进入物联网时代，数以亿计的设备被连上了网络，当中不乏家电、汽车、智能家居设备等对安全有高度安全需求的领域，安全问题不容忽视。早前由摄像头引起的美国网络大奔溃更印证了这一点。ARM在推动产品安全方面一直不遗余力，并提供了从芯片端到云端的统一解决方案。

ARM从芯片端到云端保证物联网安全

（ 1 ） TrustZone 进驻 Cortex-M

早在2003，ARM就推出了一个一个不依赖于操作系统的硬件隔离技术TrustZone，保证设备的安全。

TrustZone是基于芯片的硬件安全保护技术，主要是由两大技术ARMTrustZone CryptoCell与ARMTrustZone架构延伸（architectureextensions）组成，前者是透过安全子系统及硬件元件来保障平台的安全，后者则着重于硬件等级的安全隔离。ARM早就在Cortex-A系列处理器上应用了这个技术，现在的旗舰手机处理器上基本都使用到了这个技术。

而在去年在去年的Tech Con上，ARM将这项技术拓展新一代的32位架构ARMv8-M上，跟以往在处理器中整合TrustZone不一样，这次ARM是将TrustZone嵌入到ARMv8-M架构中，可用来保障处理器系统中的资料、软件与周边的安全。

ARMv8-M架构的特点

在今年的Tech Con 2016上，ARM发布了基于ARMv8-M设计的首批产品Cortex-M23和Cortex-M33，保护物联网设备的安全，值得一提的是，这两款架构皆可向前相容ARMv6M与ARMv7M。用ARM全球营销和战略联盟副总裁Ian Ferguson的话来说，Cortex-M23和Cortex-M33的出现，能够全方位的保护物联网设备的安全。

Cortex-M23和Cortex-M33的定位

根据Ian的介绍，Cortex-M23延续Cortex-M0+所建立的标准，但在体积上较之Cortex-M33小了75%，效率也相对提高了50%。这就意味着消费者可以在前者上获得更长的续航时间，这对那些对体积和功耗有严苛需求的物联网设备来说，尤其是那些对续航有极高要求的收集信息引用，Cortex-M23是最优的选择。

Cortex M23的特点

Cortex-M33也有了很大的提高。其体积较之前最小的Truze zone芯片Cortex-A5小了80%。同时由于Cortex-M33具备功能配置选项，包括协处理器接口、DSP和浮点计算等，与Cortex-M3和Cortex-M4处理器所建立的嵌入式高性能标杆相比，Cortex-M33以相同的工艺实现了20%的性能提升，同时还降低了能耗，特别适合物联网中需要信号处理的应用。

Cortex-M33的特点

从Ian的介绍中我们得知，全图Top10 MCU供应商中的大多数已经获得了ARM这两款新产品的授权。

（ 2 ） Cordio Radio IP 提供自由物联网连接

所谓物联网，关键就是连，如果连不起来，那么我们所追求的物联网是不复存在的。同时由于物联网的应用环境需求，对功耗有很严苛的要求。如何打造一个低功耗的无线连接，就成为广大开发者的需求，ARM也在这方面提供了帮助，利用Cordio Radio IP，为物联网提供自由的连接。

这个IP符合蓝牙5.0和802.15.1下的Zigbee和Thread连接标准，能够与ARM处理器一起设计，满足从射频到堆栈的完整、合格的单一解决方案，开发人员可以从众多晶圆代工厂的多个处理工艺中选择一个标准无线电实现。

值得一提的是Cordio Radio IP支持ARM和第三方的射频。

（ 3 ） mbed Cloud ——最安全的云接入方案

物联网的价值不但体现在万物互联，更多是万物互联后产生的数据整合和分析。在千差万别的物联网设备开发和网络搭建过程中，会给开发者带来反复的工作，同时还有极高的安全挑战。成本的压力让开发者会选择第三方的解决方案。

ARM作为一个芯片架构提供商，在这方面也有不错的表现，他们在几年前就推出了其ARM mbed IoT设备平台，通过提供操作系统、云服务、工具和开发人员体系，帮助开发者打造大规模创建和部署基于标准的商业IoT解决方案。

而在本届大会上，ARM推出了全新的mbed cloud，给开发者提供安全的云接入方案。

Ian表示，作为一款针对安全物联网设备管理所推出的全新标准以及基于云的SaaS解决方案，mbed Cloud能够提供在复杂网络环境中简化设备连接、配置、更新以及保护的工作；同时能够实现更快的规模拓展、生产和产品上市周期，帮助开发者在任意云端使用任意设备；另外通过mbed OS5，能够增强设备端的能力。

这样一款高效、安全的解决方案，势必在未来成为物联网开发者的优先选择。

ARM芯片连云的解决方案

为 VR 和 4K 流媒体提供更高质量的体验

随着网络带宽的提高和人们对体验需求的增加，消费者对于视频的体验要求较之一万更有了很大的提升。这就需要硬件在后面做强大的支撑。ARM作为一个IP提供商，在视频方面和图像方面也有很多不错的产品，在本届大会上带来的Mali-V61和Mali-G51就能给视频和图像带来一个全新的解决方案，能够满足新生代和主流消费者对移动设备视觉内容的更佳沉浸感和更强互动性的需求。

（1）Mali-V61为视频加持

据ARM多媒体处理部门高级产品经理Roger Barker介绍，作为一款集成了VP9编码的多种标准视频处理器，Mali V61能够为实时视频提供最高效的4K直播流，较之上一代产品，其编解码器节省了50%的比特率。另外Mali-V61还能从单核上的1080P 60帧扩展到多核上的4K 120帧，能够从期间、主流到入门级的任何设备商实现最高清晰度的流媒体。

另外，由于V61支持VP9编码，这就有助于生态系统对未来的芯片和设备验证。这是唯一在单个可扩展IP包中同时集成了HEVC和VP9编码功能的多种标准编解码器，能够支持10bit HEVC编解码和10 bit的VP9编解码。同时V61还支持4K UHD编解码。

Mali V61的4K流媒体的效率

（2）ARM迄今拥有最高面积效率和能效的GPU——Mali G51

ARM在今年推出了全新的GPU架构Bifrost，从ClausedShaders技术，以及基于查表索引的向量着色架构与Wire Light管线设计所带来的能源效率（Energy Efficiency）提升这三方面做了改良，并推出了基于这个架构的第一款GPU——Mali G71，这被应用到华为的Kirin 960处理器上。

而在这届大会上，ARM带来一款面向主流设备的GPU Mali-G51，和G71面向高端设备不一样，这款产品面向的是主流的设备市场，能够为当下热门的虚拟现实提供顶级的功能和应用支持。

据ARM多媒体处理部门高级产品经历Dan Wilson介绍，Mali G51是迄今体积最小、最高效的、支持Vulkan的GPU，较之前一代产品Mali-T860，G51每平方毫米的性能提升最高科大60%，能效最高也达到了60%，同时G51在面积方面精简了30%，能够在降低大批量芯片制造成本的同时，满足性能的需求。另外，这款GPU还支持最高4K的屏幕分辨率，对于现在流行的VR应用来说，是一个很好的加持。