Arm全新发布，下一代旗舰芯片首选

回顾过去十几年的智能手机发展中，除了屏幕越来越大和越清晰以来，性能的提升是消费者体现到最直观的一方面。
 
但和过去大家单纯追逐更强的处理能力不一样，现在随着人工智能的兴起，高质量拍照的需求，搭配音频质量需求的增加，从终端到消费者都给上游的芯片供应商提出了新的要求。作为其中重要一环的Arm，自然责无旁贷地需要担当起这个重任。
 
Arm 终端事业部产品管理高级总监 Stefan Rosinger日前在接受半导体行业观察等媒体采访的时候也举例说，现在智能手机端对生成式AI产生了浓厚的兴趣，Arm 也正在通过相关工作以确保 AI 可以很好地在 Arm 架构上运行。“我们相信未来将是一个比较混合（hybrid）的环境，大型语言模型在云端运行，但考虑到智能手机或其他计算设备上本地运行 AI 的隐私和能源效率等问题，用户可以更愿意在设备本机上运行较小的模型。”Stefan Rosinger接着说。
 
Arm中国区业务全球副总裁邹挺也表示，移动设备上出现越来越多亟待满足的需求，而 Arm 正是这些体验的核心。为此公司创建了基础计算平台，使数字生活方式成为可能。公司更是与更广泛的生态系统密切合作，让每一代设备的创新都更上一层楼。
 
“但与此同时，对更高性能、更加智能以及更多视觉和触觉交互的需求仍在持续飙升。这也带来了比以往更大，甚至更加复杂的计算需求。”邹挺强调。
 
这正是Arm一如既往地打造高性能、高能效产品的原因。
 
全新的移动计算平台
 
作为一家全球领先的IP供应商，大家对于Arm最熟悉的固然是其处理器 IP系列，这是毋庸置疑的。因为凭借着其Cortex-A和 Cortex-M甚至Cortex-R系列，Arm已经在处理器市场打响了名头。但事实上除了处理器以外，Arm在GPU、NPU和安全等一系列市场的表现都不容忽视。即使在处理器方面，近年来随着终端需求的转变，公司也推出了Arm Cortex-X系列和Arm Neoverse系列。
 
正如邹挺所说，在设备创新以惊人的速度加速发展的同时，基于 Arm 架构、为 Arm 架构应用进行开发的开发者也越来越多。无论您是高精尖开发人才，还是初创企业的小型应用设计人员，您的桌面或云端上都很有可能具有一款基于 Arm 架构的平台。基于 Arm 架构的芯片正在帮助全球数百万开发者释放创造潜力，助力他们为我们提供所熟悉和喜爱的沉浸式体验，这些在几年前是根本无法想象的。
 
而为了满足定义未来计算的复杂需求，并确保数百万开发者能够轻松地在 Arm 架构的平台上无缝开发，Arm不断突破计算平台的能力极限。自去年推出 2022 全面计算解决方案以来，公司已经为一系列的工作负载提供了更高的计算性能和能效，并在多个设备中实现了我们全面计算战略的所有要素。
 
据介绍，全面计算解决方案是 Arm 将自身最新的 CPU 与 GPU IP，配置工具、软件生态系统、实体 IP 和通用标准整合在一起，打造的灵活且扩展性高的计算解决方案，通过系统层级的优化，为不同的市场和领域提供专用计算能力和出色的体验。
 
在此基础上，Arm也于近日正式推出 Arm 2023 全面计算解决方案，为智能手机带来了性能最优异的移动计算平台。
 

 
邹挺介绍说，Arm 2023 全面计算解决方案在设计时充分考虑了智能手机的需求，涵盖了首屈一指的全新旗舰级 Arm Immortalis GPU，带来最佳的视觉体验，它提供了全新的 Armv9 CPU 集群，延续了Arm在智能 AI 的领先性能地位，它还带来了新的提升和优化，使 Arm 开发者能够更容易地访问软件。
 
“我们将以上元素全部结合在全新的全面计算解决方案中，为整个系统的关键工作负载带来了显著提升。”邹挺告诉半导体行业观察等媒体。
 
计算集群全面升级
 
作为 Arm 2023 全面计算解决方案的一部分，Arm重磅推出了全新的 Armv9 Cortex 计算集群，并在其上连续三年实现了两位数的性能提升。其中，新的Cortex-X4内核则切彰显了Arm对于不断深挖旗舰智能手机性能潜力的坚定承诺。
 

 
资料显示，Cortex-X4 是 Arm 迄今为止性能最高的内核，与 Cortex-X3 相比，Cortex-X4 的性能提高了 15%，并带来了一个可以显著降低功耗多达 40% 的高能效微架构。而面积仅增加了 10%，这是Cortex-X系列处理器中，在每平方毫米的性能方面最出类拔萃的产品。
 
在问到如何达到这个成就的时候，Stefan Rosinger回应说：“能获得15% 的性能提升，其中一个关键驱动因素是提高每时钟指令；而随着与制程工艺的结合，Arm在新产品上达到了比上一代还要多的额外频率。至于 40% 的能耗降低，关键之一就在于如何清楚地了解如何利用额外的 IPC。如在与上一代相比，新一代IP基本上是在更低的工作和电压点去运转。”
 
除了Cortex-X4以外，Arm还带了全新一代的大核处理器 Cortex-A720 和全新小核 Cortex-A520。与其上一代相比，双双在能效方面都提高了 20%。相比于 Cortex-A76 集群解决方案，Cortex-A720 和 A520 的组合方案则可在面积仅增加 15% 的情况下，将性能提高 40%，同时具备 Armv9 的全部优势。
 
据邹挺介绍，Cortex-A720 是业界主流的 CPU IP，可提高持续性能，是新 CPU 集群的核心主力。Arm还为Cortex-A720 提供了多种配置选项。除了标准的、性能最高的选项外，Arm 还拥有他们所谓的“入门级”配置，可将 A720 缩小到与 Arm Cortex-A78 相同的尺寸，同时仍将整体性能提升 10%。
 

 
Cortex-A520 则是Arm最出众的高效性能核心。作为一颗为执行低强度和后台操作任务而设计的产品，它可以减轻 Cortex-A720/Cortex-X4 等较大内核的负载，从而提高集群内的整体能效。据Arm 介绍， Cortex-A520 的性能比 Cortex-A510 高出 8%，功耗水平相似. 或者，在 iso-performance 下，Cortex-A520 可以显著节省 22% 的功率。
 

 
有了新的 CPU 集群，您就可以在需要的时候获得所需的性能和能效。为了完善全新的这个CPU 集群，Arm还推出了专门为了满足高要求的多线程用例而设计的全新DSU-120。据介绍，新的DSU提高了CPU集群整体的可扩展性、效率和性能。其中一些显著的改进就包括在单个集群中支持多达 14 个 CPU 内核，这允许 SoC 供应商挑选和选择他们的核心集群配置以适应即将上市的设备。同时，新的 CPU 集群提供更多的 DSU 电源模式，以支持更高效地使用更大的 L3 缓存，并减少外部 DRAM 流量，从而实现性能更佳、效率更高的 SoC。



除了上述CPU，Arm同步还推出了公司的第五代GPU——Immortalis-G720。作为 Arm 有史以来最高效的 GPU 架构，第 5 代架构重新定义了部分图形管道，以减少内存带宽，支持下一代高几何游戏和实时 3D 应用程序，同时还带来更流畅的游戏玩法和复杂的 PC和类似游戏机的体验到移动设备。这让其与在与上一代产品相比时，性能和效率提高了15% ，系统级效率提高了 40%，从而带来更高质量的图形，带来更身临其境的视觉体验。
 

 
据Arm介绍，延迟顶点着色 (DVS：Deferred Vertex Shading ) 是第 5 代 GPU 架构中引入的一项新图形功能，它重新定义了数据流，并将成为未来图形和几何复杂工作负载的关键，有助于合作伙伴扩展内核数量，并在未来达到更高的性能水平。Arm也声称已经在 Genshin Impact 和 Fortnite 等许多流行游戏中看到了 DVS 的好处。
 
写在最后
 
“得益于端到端的系统优化，通过全面计算平台将这些基本要素结合在一起时，我们实现了更出色的移动体验，为当下和以后的移动用例解锁了优异的整体 SoC 性能。 我们的目标是降低每一个环节的功耗。”邹挺总结说。他同时指出，Arm 的全面计算战略就是通过一整套针对特定工作负载而设计和优化的 IP，这些IP可作为一个完整的系统，无缝地协同工作。
 
值得一提的是，也是从这一代产品开始，Arm就已经完成了全面迁移到64位平台的工作。这将有利于开发者再次基础上开拓出更多32位产品所不具备的优势。例如，通过 Armv9 架构CPU提供了 MTE （内存标记扩展）功能，帮助开发者消除占所有软件漏洞中 70% 的内存安全漏洞。
 
展望未来，Arm还将和合作伙伴一起，持续升级终端设备体验。