Armv9 è il primo importante aggiornamento architettonico di Arm in un decennio

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Arm, leader nei chip utilizzati in tutto, dai dispositivi mobili ai supercomputer, ha svelato Armv9, il primo grande cambiamento architettonico dell'azienda in un decennio. I nuovi design dovrebbero portare a prestazioni più veloci del 30% nelle prossime due generazioni di chip.

Arm è una società di architettura di chip che concede in licenza i suoi progetti ad altri ei suoi clienti hanno spedito più di 100 miliardi di chip negli ultimi cinque anni. Nvidia sta per acquisire Arm con sede a Cambridge, nel Regno Unito, per $ 40 miliardi, ma l'accordo è in attesa di approvazioni normative.

In una conferenza stampa, il CEO di Arm Simon Segars ha affermato che Armv9 sarà la base per i prossimi 300 miliardi di chip basati su Arm. I clienti di Arm hanno spedito più di 180 miliardi di chip fino ad oggi e quei chip toccano più del 70% della popolazione mondiale, ha affermato Segars.

"Siamo estremamente entusiasti di condividere con voi la visione di Arm del prossimo decennio di informatica", ha affermato Segars.

La nuova architettura ha un'elaborazione che bilancia l'economia, la libertà di progettazione e i vantaggi di accessibilità dei dispositivi informatici generici con processori specializzati che gestiscono attività come l'elaborazione del segnale digitale e l'apprendimento automatico. La società afferma che Armv9 porta anche le funzionalità di sicurezza e intelligenza artificiale a nuovi livelli.

Sopra: Simon Segars è CEO di Arm.

Credito immagine: braccio

Arm ha già lanciato la sua architettura Armv8 nel 2011, che è diventata la sua piattaforma di maggior successo nella storia come base per i chip per smartphone, i dispositivi Internet of Things (IoT) e una vasta gamma di dispositivi industriali. Arm ha più di 6.500 dipendenti, circa l'80% dei quali sono ingegneri.

Al ritmo attuale, il 100% dei dati condivisi nel mondo verrà presto elaborato su Arm; all'endpoint, nelle reti di dati o nel cloud, ha affermato Segars. Tale pervasività trasmette a Arm la responsabilità di fornire maggiore sicurezza e prestazioni, insieme ad altre nuove funzionalità di Armv9, ha aggiunto.

Le nuove funzionalità di Armv9 accelereranno il passaggio dall'elaborazione generica a quella più specializzata in ogni applicazione man mano che AI, IoT e 5G guadagneranno slancio a livello globale.

Già nel 2011, Arm ha lanciato la sua architettura di elaborazione a 64 bit, consentendo ai dispositivi Arm di passare dai dispositivi mobili a bassa potenza ai supercomputer di fascia alta.

“L'architettura Arm non è una cosa statica. Continuiamo a innovare ed evolvere per soddisfare le esigenze in continua evoluzione del mondo dei computer ", ha affermato Richard Grisenthwaite, chief architect, in una conferenza stampa. "Nel nostro mondo sempre più connesso, vediamo l'utilizzo di processori Arm in tutte le fasi. La raccolta dei dati spesso inizia con dispositivi IoT a bassissima potenza basati sui processi del profilo Arm o dagli smartphone basati su Arm che praticamente tutti noi portiamo sempre con noi. … Continua ad essere il processore di scelta. "

La sicurezza è la sfida più grande del computing

Sopra: l'architettura Arm’s Confidential Compute ha lo scopo di rendere i computer più sicuri all'interno.

Credito immagine: braccio

Per affrontare la più grande sfida tecnologica odierna, ovvero la protezione dei dati mondiali, la roadmap di Armv9 introduce l'Arm Confidential Compute Architecture (CCA). L'elaborazione confidenziale protegge parti di codice e dati dall'accesso o dalla modifica durante l'uso, anche da software privilegiato, eseguendo calcoli in un ambiente protetto basato su hardware.

Arm CCA introdurrà il concetto di Reami creati dinamicamente, utilizzabili da tutte le applicazioni, in una regione separata sia dal mondo sicuro che da quello non protetto. Segars ha affermato che i Realms sono molto simili ai contenitori software, che isolano il codice in certi modi, ma con supporto hardware.

Ad esempio, nelle applicazioni aziendali, Realms può proteggere i dati e il codice commercialmente sensibili dal resto del sistema mentre è in uso, a riposo e in transito. In un recente sondaggio Pulse tra i dirigenti aziendali, oltre il 90% degli intervistati ritiene che se fosse disponibile il computing riservato, il costo della sicurezza potrebbe diminuire, consentendo loro di aumentare notevolmente i propri investimenti nell'innovazione ingegneristica.

"L'architettura Arm Confidential Compute introdurrà il concetto di Reami creati dinamicamente, utilizzabili da programmi ordinari in un mondo di calcolo separato dal mondo non protetto o protetto che abbiamo oggi", ha affermato Grisenthwaite. "I regni utilizzano una piccola quantità di fiducia e un software di gestione testabile che è intrinsecamente separato dal sistema operativo."

AI ovunque

Sopra: l'Internet delle cose si baserà su Armv9.

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L'ubiquità e la gamma dei carichi di lavoro dell'IA richiedono soluzioni più diversificate e specializzate. Ad esempio, si stima che entro la metà del 2020 saranno in uso più di otto miliardi di dispositivi con assistenza vocale abilitati all'intelligenza artificiale e il 90% o più delle applicazioni sul dispositivo conterrà elementi di intelligenza artificiale insieme a interfacce basate su intelligenza artificiale come la visione. o voce.

Per rispondere a questa esigenza, Arm ha collaborato con Fujitsu per creare la tecnologia SVE (Scalable Vector Extension), che è il cuore di Fugaku, il supercomputer più veloce del mondo. Basandosi su questo lavoro, Arm ha sviluppato SVE2 per Armv9 per abilitare funzionalità avanzate di machine learning (ML) e elaborazione del segnale digitale (DSP) in una gamma più ampia di applicazioni.

"Sono entusiasta della nuova generazione di set di istruzioni Arm e delle capacità tecnologiche", ha affermato Patrick Moorhead, analista di Moor Insights & Strategies. “Dal punto di vista delle prestazioni, Arm sta semplificando l'integrazione delle capacità di ML nel prodotto finale. È importante riconoscere che per la maggior parte dei casi di prestazioni, in particolare per la CPU, si tratta più dell'architettura del progetto che del set di istruzioni. Quindi, in altre parole, i progettisti di chip devono ancora progettare qualcosa di performante. Anche la sicurezza sta migliorando notevolmente e, se queste tecnologie fossero completamente abilitate oggi, potrebbero scongiurare la maggior parte degli attacchi conosciuti. Penso anche che Arm abbia pensato al futuro con "Realms" anche se non uscirà dal primo giorno. "

SVE2 migliora la capacità di elaborazione dei sistemi 5G, della realtà virtuale e aumentata e dei carichi di lavoro ML in esecuzione localmente sulle CPU, come l'elaborazione delle immagini e le applicazioni per la casa intelligente. Nei prossimi anni, Arm estenderà ulteriormente le capacità di intelligenza artificiale della sua tecnologia con miglioramenti sostanziali nella moltiplicazione delle matrici all'interno della CPU, oltre alle continue innovazioni AI nelle sue unità di elaborazione grafica (GPU) del Mali e nelle unità di elaborazione di rete (NPU) di Ethos.

Segars ha notato che un cliente, Johnson Controls, lavora su apparecchiature di automazione e controllo negli edifici da più di un secolo. "Sono uno dei principali utenti di chip basati su ARM e ora stiamo parlando con loro delle funzionalità avanzate di intelligenza artificiale e sicurezza fornite con la nuova architettura Armv9 lanciata oggi", ha affermato Segars. "Un aggiornamento che JC sta prendendo in considerazione è l'uso di gemelli digitali basati sull'intelligenza artificiale che monitorano le apparecchiature chiave in tempo reale all'interno dell'azienda, nonché l'aggregazione dei dati nel cloud".

Sopra: il braccio alimenta tutto.

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Johnson Controls ha già utilizzato i chip Arm per gestire i sistemi di refrigerazione e ridurre il consumo di energia di oltre il 50%.

Segars ha anche affermato che i dispositivi basati su braccio potrebbero dimostrare che qualcuno è stato vaccinato contro COVID-19. Lo smartphone potrebbe essere utilizzato per questo e potrebbe archiviare informazioni mediche, ma per sentirsi a proprio agio, Segars ha affermato che vorrebbe una crittografia avanzata in esecuzione sul dispositivo oltre ciò che è possibile oggi. Vorrebbe funzionalità come il tagging della memoria per eliminare i problemi di sicurezza informatica della memoria. "Il nostro primo prodotto smartphone con una CPU Armv9 sarà disponibile in commercio entro la fine di quest'anno", ha detto Segars.

Oltre alla sicurezza, Armv9 supporta carichi di lavoro AI, DSP e XR specializzati. Segars ha detto che si aspetta anche che la combinazione di Arm con Nvidia farà avanzare aree come il calcolo grafico.

Massimizzare le prestazioni

Sopra: processori specializzati di Arm.

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Negli ultimi cinque anni, i progetti Arm hanno aumentato le prestazioni della CPU ogni anno a un ritmo che supera il settore, ha affermato Segars. Ha aggiunto che Arm continuerà questo slancio nella generazione Armv9 con aumenti previsti delle prestazioni della CPU di oltre il 30% nelle prossime due generazioni di CPU mobili e infrastrutturali.

Tuttavia, poiché il settore si sposta dall'elaborazione generica all'elaborazione specializzata ubiqua, i guadagni annuali delle prestazioni della CPU a due cifre non sono sufficienti. Oltre a migliorare l'elaborazione specializzata, la metodologia di progettazione Arm’s Total Compute accelererà le prestazioni di elaborazione complessive attraverso ottimizzazioni hardware e software mirate a livello di sistema e aumenterà le prestazioni dei casi d'uso.

Applicando i principi di progettazione Total Compute all'intero portafoglio IP di soluzioni automobilistiche, client, infrastruttura e IoT, le tecnologie a livello di sistema Armv9 copriranno l'intera soluzione IP, oltre a migliorare l'IP individuale. Inoltre, Arm sta sviluppando diverse tecnologie per aumentare la frequenza, la larghezza di banda e la dimensione della cache e ridurre la latenza della memoria per massimizzare le prestazioni delle CPU basate su Armv9.

“C'erano pochissimi dettagli nelle rivelazioni. Realms dovrebbe migliorare la sicurezza, in particolare per i sistemi cloud multiutente (come Amazon Web Services) ", ha affermato Linley Gwennap, principale analista del Linley Group, in una e-mail. “Il materiale per la protezione della memoria sembrava interessante, ma sembra che potrebbero volerci anni. In sintesi, la v9 offre un miglioramento molto minore rispetto alla v8 ".

Il prossimo decennio di informatica

Sopra: il campus di Arm a Cambridge, Regno Unito.

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Grisenthwaite ha affermato che affrontare la domanda di carichi di lavoro più complessi basati sull'intelligenza artificiale sta guidando la necessità di un'elaborazione più sicura e specializzata, che sarà la chiave per sbloccare nuovi mercati e opportunità.

"È stato un anno straordinario, tragico e illuminante, indipendentemente da dove viviamo o lavoriamo", ha detto Segars. "Ora è il momento di ricostruire un mondo che sia intrinsecamente più resistente. Nei computer, una delle esigenze più urgenti è espandere la capacità di elaborazione dei dati nel cloud. Non possiamo farlo a qualsiasi costo. La trasformazione del cloud non è solo qualcosa di più. È diverso, soprattutto quando si tratta delle prestazioni per watt dei chip per data center tradizionalmente assetati di energia. "

Arm ha raccolto commenti di supporto da parte di clienti tra cui Ampere Computing, Cadence, Crytek, Foxconn, Fujitsu, Google, Marvell, MediaTek, Nvidia, NXP, Oppo, Red Hat, Renesas Electronics, Samsung, Siemens, Synopsys, Unity Technologies, Vivo, VMware e Gruppo Xiaomi.

"Non ci stiamo concentrando solo su CPU e GPU, ma su tutto il calcolo, oltre a massimizzare le prestazioni implementando nuove tecnologie di sistema che forniscono ulteriori vantaggi", ha affermato Segars. "E stiamo ampliando l'architettura per eseguire ancora più elaborazione, come DSP e AI sulla CPU".

VentureBeat

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