Arm 運算子系統加速建構更智慧的晶片設計
Arm 運算子系統 (Compute Subsystems, CSS) 採用平台優先的晶片設計方法,加速產品上市進程、降低成本,並協助雲端運算、行動裝置、汽車和邊緣 AI 領域,實現針對未來應用的運算能力。
如果您曾基於 Arm 技術開發過產品,應該已經感受到 Arm 運算子系統 (CSS) 帶來的強勁效能。
從口袋裡的智慧手機,到運行常用應用的伺服器,Arm CSS 在許多領域促成產品開發,實現上市進程加速、效能最佳化,並降低風險。
Arm CSS 並非單一且靜態的產品,而是實現 Arm 技術組合的一種現代方法。Arm CSS 專為行動裝置、基礎設施和汽車等關鍵市場而打造,並在短時間內取得強勁的發展動能,目前已成功導入超過 16 個設計專案,並被客戶重複訂購採用。本文將為你深入解析什麼是 Arm CSS,為何它如此重要,以及它又是如何跨產業推動創新實現。
AI 革新萬物的動能始於晶片
從雲端的大語言模型 (LLM) 到邊緣端的推論,人工智慧 (AI) 正在重新定義晶片的建構方式。晶片製造商面臨著持續成長的複雜性、不斷緊縮的工期,以及前所未有的加速創新的壓力。
這正是 Arm 推出 CSS 的原因。自 2023 年初發表以來,Arm CSS 已協助合作夥伴將首次設計定案時間縮短多達 12 個月,節省數千萬美元的非經常性工程 (NRE) 成本,並將工程重點從整合轉向如何實現真正的創新和差異化。
透過將最佳化的運算與系統 IP 結合成預先整合、符合市場需求的子系統,Arm CSS 不僅簡化了設計流程,同時也能提供業界頂尖的效能。無論合作夥伴是針對雲端、邊緣運算,或是安全關鍵系統進行開發,Arm CSS 都能讓他們加速開發進程,同時擁有更高的靈活度,以及具備因應未來的 AI 基礎。
針對不同市場的多樣化 Arm CSS
| 市場 | CSS | 關鍵元件 | 提供形式 | 主要優勢 |
|---|---|---|---|---|
| 雲端運算及資料中心 | Arm Neoverse CSS | Neoverse CPU、CMN 互連、系統 IP、安全性元件、管理子系統 | 完全整合,且經過驗證的 RTL 子系統 | 可擴展運算、快速設計定案、核心數較多、經驗證可節省時間和成本 |
| 行動裝置 | Arm Lumex CSS | 旗艦級 CPU 和 GPU、物理 IP、系統 IP | 包括硬 IP(GDSII)等針對先進製程節點進行最佳化的系統元件 | 旗艦級效能、高效運算、可相容於合作夥伴的各種解決方案、跨軟體平台的支援 |
| 汽車 | Arm Zena CSS | 車用就緒 CPU、內建安全島、資訊安全隔離區、可選配的 GPU/ISP 視覺組合 | 完全整合,且經過驗證的 RTL 子系統 | 經過安全認證的基礎、縮短開發時間、可擴展至先進駕駛輔助系統 (ADAS) 和車載資訊娛樂系統 (IVI) 工作負載。 |
雲端運算及資料中心:Arm Neoverse CSS
對於超大規模雲端服務提供者而言,大規模提供優異的運算能力相當重要。其中,效能很關鍵,而能效和熱設計功耗 (TDP) 則直接影響營運支出,同樣重要的還有可管理性、可靠性,並且要易於部署。在如此競爭激烈的環境中,任何一代算力提升方面的落後都是不可接受的。針對基礎設施的系統單晶片 (SoC) 是實體尺寸較大的晶片之一,且具備多核心數,以及與之相匹配的記憶體、互連及相關周邊的擴展。
Arm Neoverse CSS 專為滿足這些需求而設計,它包括:
- 數十到數百個效能卓越且高能效的 Neoverse CPU 核心;
- Arm 獨特的可擴展 CMN mesh 互連技術和關鍵系統控制元件;
- 以預先整合、預先驗證的 RTL 套件形式提供,並具備配置選項以進一步最佳化功耗、效能和面積 (PPA)。
Neoverse CSS 有助於加速高效能基礎設施解決方案的開發,能將首次設計定案時間縮短一年以上。有了 Neoverse CSS,合作夥伴得以專注於大規模實現卓越效能和能效,無需管理複雜性。

包括 ADTechnology、微軟、NeuReality 和 Xsight Labs 等公司正借助 Neoverse CSS 打造針對 AI 雲端資料中心和網路建構的新一代晶片,這些專案在全球備受矚目,並吸引大量投資。
行動裝置:Arm Lumex CSS
從行動裝置端解決方案到 AR/VR 可穿戴裝置,當前消費性電子產品要求在電池容量受限的系統中實現巔峰效能、卓越能效和顯著的差異化。即將推出的 Arm Lumex CSS 使 SoC 設計商和 OEM 廠商能夠更快地實現上述三點需求。
- Lumex CSS 採用模組化且高度可配置的元件,使晶片設計商能夠自由客製解決方案,以適應各種外形尺寸和工作負載。Arm 可與合作夥伴協作,根據客戶的產品目標打造客製化的實體叢集實作。
- 最新的 Armv9 CPU 核心與 Arm Mali GPU 核心、經過最佳化的實體 IP (包括設計定案就緒的 GDSII 實現) 及快取記憶體記憶體相結合,不僅可加速產品上市進程,更能在先進製程節點上實現業界領先的效能表現。
- 合作夥伴將受惠於效能領先的基準參考、縮短的產品週期以及跨裝置層級的擴展能力,而消費者則將享受到更快速的回應、更出色的能效且更具沉浸感的使用體驗。
Lumex CSS 的提供方式可滿足行動裝置合作夥伴的解決方案需求,既支援元件級配置,也能充分發揮 CSS 的全部效能。
Arm 目前一代的終端產品 CSS 已被全球領先的行動裝置合作夥伴採用,例如三星 Galaxy Z Flip7 智慧手機。Arm 終端產品 CSS 在促進合作夥伴實現旗艦級效能的同時,也加速產品上市進程,並減少耗費高昂成本的晶片設計定案。透過採用終端產品 CSS 做為打造產品的堅實起點,合作夥伴能夠集中研發資源進行功能客製化,推動差異化創新,進而提升終端產品使用者體驗。
汽車:Arm Zena CSS
車廠正面臨巨大壓力,既要透過 AI 驅動的獨特使用者體驗和先進的安全功能實現差異化競爭,又要縮短開發週期以應對日益激烈的市場競爭。為滿足這些需求,值得信賴的運算基礎必不可少,既要能夠減輕整合負擔,又可釋放資源用於創新。幾乎全球所有主要汽車製造商,都已在其車輛平台中採用 Arm 架構,使其自然而然成為次世代車用運算的首選。
基於 Armv9 AE 技術打造的 Arm Zena CSS 可實現:
- 集高效能運算、安全島和 Runtime 安全引擎於一體的預先整合、具備安全功能的平台,可將晶片設計週期縮短多達 12 個月,並將軟體就緒時間提早多達兩年;
- 基於 ADAS、中央運算和 IVI 使用場景建構的可擴展運算基礎,適用於單個和基於小晶片的無縫整合加速器與合作夥伴專用邏輯的一個標準化運算平台,協助汽車生態系在成熟的基礎之上進行建構,同時因應不斷演進的 AI 工作負載客製 SoC。
- 有了安全認證、業界信賴的運算平台,Zena CSS 能幫助合作夥伴更快、更有信心地將 AI 定義汽車推向市場。包括領先的電動汽車廠商在內的主要車廠,以及主要晶片供應商,已有企業取得 Zena CSS 的技術授權,或正處於深入接洽階段。
物聯網與邊緣 AI:Armv9 邊緣 AI 運算平台
從智慧恒溫器到先進的以視覺為主的機器人系統,物聯網領域廣闊且多樣,這就需要高速、可擴展性和靈活性。對於邊緣端的工業級 AI,Armv9 邊緣 AI 運算平台整合 Arm Cortex-A320 CPU 和 Arm Ethos-U85 NPU,能夠運行參數超過 10 億的模型,在功耗和空間受限的環境中提供可擴展的效能,以實現即時推論和決策能力。
該運算平台具備 Armv9 架構的安全與 AI 運算特性,基於Arm 龐大的生態系,為開發者提供更快捷的途徑,協助其在邊緣端部署 AI 應用。
前景可期
運算的未來正變得更加分散、更專用化,且日益成為各行各業的核心。從雲端到邊緣端,次世代晶片創新正在湧現,其中大部分都基於 Arm 架構而建構。Arm CSS 正是 Arm 針對 AI 時代「平台優先」願景的實踐,不僅效能提升,也能實現更為最佳化的靈活性、可擴展性及實際應用價值。
隨著工作負載的演進,Arm 運算平台也在持續最佳化。Arm CSS 協助合作夥伴加速產品上市進程,實現顯著的效能與能效提升,並在各大市場中釋放可擴展的創新潛力。憑藉全球最具靈活性和能效優勢的運算平台,Arm 為生態系創造長期價值,並為定義未來的創新理念提供強大動力。
持續瞭解 Arm CSS 如何協助各個市場,開啟 Arm 架構的建構未來之旅。
關於 Arm
Arm 是業界效能最高且最節能的運算平台,其無可比擬的應用範疇觸及全球所有連網使用者。為因應全球對運算永無止境的需求,Arm 提供先進的解決方案,使全球領先的科技公司得以釋放前所未有的 AI 體驗與功能。透過與全球最大的運算生態系及 2,200 萬名軟體開發者的共同努力,我們正在 Arm 平台上建構 AI 的未來。
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