ARM|10年来最重要创新 ARM发布AMRv9指令集:IPC性能大涨30%
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今天凌晨 , ARM正式推出了ARMv9指令集 , 官方称之为10年来最重要的创新 , 将是未来3000亿ARM芯片的基础 。
包括目前性能最强的Cortex-X1/A78在内 , 现在所用的ARM芯片还是基于ARMv8.x指令集的 , 2011年首次推出 , 主要特点是增加了64位指令集支持 。
相比之下 , ARMv9的升级看点就多了 , 过去10年计算架构有了太多变化 , ARM处理器也不止是移动/嵌入式专用了 , 已经扩展到了PC、HPC高性能计算、深度学习等等新市场 。
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ARMv9在兼容ARMv8的基础上 , 提升了安全性、增强了矢量计算、机器学习及数字信号处理 , 同时继续提升处理器性能 。
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首先来说说性能上的变化 , 以智能手机等移动平台使用的Cortex-X/A系列为例 , X1/A78这一代的性能相比16nm A72提升2.5倍 , 下一代的Matterhorn架构及Makalu架构会保持30%以上的IPC性能提升 。
IPC提升与频率无关 , 如果再考虑到未来工艺带来的频率增加 , 那么CPU性能有望提升40%以上 。
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除了CPU性能 , ARMv9还非常重视整体的性能提升 , 包括降低内存延迟(从150ns降至90ns)、频率提升(从2.6GHz到3.3GHz)内存带宽(从20GB/s到60GB/s)、缓存等 。
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ARMv9这次与性能有关的一个重要升级是SVE2指令集 , SVE最早是ARM与富士通合作的浮点性能扩展 , 日本最强也是TOP500最强超算富岳就使用了SVE指令集 , 现在推出的是第二代SVE浮点指令了 。
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相比SVE的128位矢量 , SVE2可以支持多倍128位运算 , 最多2048位 , 因此SVE2可以增强ML机器学习、DSP信号处理能力 , 提升了未来5G、虚拟现实、增强现实以及CPU本地运行ML的性能 , 同时ARM未来还会继续提升AI人工智能性能 。
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除了CPU之外 , 这次还简单提到了未来的Mali GPU , ARM会增加更多高级功能 , 比如VRS可变帧率渲染、RT光线追踪及其他高级渲染技术等 。
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在ARMv9中 , 最重要的一项挑战其实是数据安全 , 这一次ARM推出了全新的CCA机密计算体系架构 , 基于之前的TrustZone安全技术 , 但引入了动态域技术 , 它对操作系统及管理程序来说是完全不透明的 , 不会被系统或者软件提权攻击 , 而且依然可以接受管理及调度 。
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总之 , ARM今天公布的ARMv9指令集极具创新 , 是未来10年3000多亿ARM芯片的基础 , 不过现在具体的细节还很少 , 只是一个初步的路线图 , 今年夏天还会公布更多详细内容 。
至于ARMv9处理器的商业化 , 预计会在2022年早些时候进入市场 。
【ARM|10年来最重要创新 ARM发布AMRv9指令集:IPC性能大涨30%】
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