Arm CSS for Mobile 2：為代理式 AI 與 AI 原生圖像打造的平台
作者：Arm 邊緣 AI 產品負責人 Stefan Rosinger
一個整合 Arm C2 CPU 叢集、Mali G2-Ultra NX 神經圖像技術與系統層級最佳化的平台，為次世代行動體驗奠定基礎。
代理式 AI (Agentic AI) 正在重塑行動體驗。AI 的能力已從早期的問答互動，演進到能夠理解使用者意圖並自主執行任務。有鑑於裝置端 AI 與生成式 AI 的發展，這類系統能夠感知相關上下文資訊、規劃任務流程，並代表使用者協調各類應用程式與服務。
同時，代理式的工作流程以及日益複雜的 AI 原生圖像技術，也為行動運算帶來新的需求。隨著工作負載的複雜度持續提升，行動裝置的效能表現將取決於三個核心項目：各任務階段的執行速度、資料在不同運算引擎間的傳輸效率，以及系統對全任務流程的協同調度能力。
為滿足這些需求，就需要一個從整體系統層面進行設計和最佳化的運算平台。Arm 第二代行動裝置運算子系統 (CSS for Mobile 2) 正是基於這項理念打造的 AI 原生行動運算平台，透過將架構設計、實體實作與軟體生態系的深度整合，實現對複雜 AI 和圖像工作負載的系統級最佳化，全面提升效能與回應能力。
為完整代理式 AI 工作流程打造的平台
由於代理式 AI 在單次互動過程中會同時調用行動系統的多個元件，因此當裝置理解使用者意圖並推動任務逐步完成時，資料處理、模型執行、記憶體存取以及應用控制等環節，都必須保持緊密協同。
這種系統級設計理念貫穿了 Arm CSS for Mobile 2 的建構與提供方式。它將 CPU、GPU、系統 IP、軟體及開發者工具整合為一個完整的平台，並從整體工作負載出發，統籌最佳化效能、能源效率和資料傳輸效率。同時，CSS for Mobile 2 還將系統最佳化延伸至實體實作階段，使合作夥伴在開展系統單晶片 (SoC) 整合之前，便能夠將功耗、效能和面積 (PPA) 與架構設計同步考量。
這種異質運算能夠支援越來越多跨多個運算資源運行的工作負載，其中， CPU 做為可程式設計運算與系統調度中心，負責協調整個系統中的運算活動。憑藉著持續穩定的效能輸出與能效表現，即使面對反覆且同時進行的 AI 互動，整套系統也能在行動裝置功耗、散熱約束條件下，維持快速且即時回應。
該平台在實現高度整合的同時，也保留了高度的彈性。合作夥伴既可以單獨選用各個元件，也可以將其與自研 IP 或協力廠商 IP 結合，在更廣泛的運算子系統 (CSS) 配置中靈活整合，進而根據產品定位、效能目標和市場需求打造差異化的系統設計。
以 Arm C2 CPU 叢集協調代理式 AI
在 CSS for Mobile 2 平台中，Arm C2 CPU 叢集提供支撐代理式 AI 從「意圖」到「行動」所需的可程式運算力與編排能力。透過融合 C2-Ultra CPU、C2-Pro CPU 以及第二代 Arm 可擴展矩陣延伸指令集 (SME2) 技術，該叢集不僅提升了行動應用中的日常運算效能，還進一步強化裝置端的 AI 能力，為語音處理、資訊檢索和模型執行等工作負載提供更強支援。
Arm C2 CPU 叢集效能亮點：
- 最新 AI 模型效能最高提升達 1.7 倍
- 單執行緒效能最高提升 15%
- 網頁瀏覽速度提升 15%
- 應用程式啟動速度提升 12%
- 叢集級多執行緒效能提升 12%，支援知識檢索、模型準備和應用執行等任務並行處理
這些效能提升貫穿代理式 AI 工作流程的各個環節。更強的單執行緒效能能夠降低單次決策和系統回應的延遲，而更高的多執行緒效能則讓資訊檢索、模型處理和應用執行等任務能夠並行推進。同時，更快的網頁瀏覽和應用程式啟動速度，進一步縮短了服務存取和任務執行所需的時間。
該工作流程的核心為編排層 (Orchestration Layer)。它負責維護任務狀態、整合相關上下文資訊，並決定工作流程中每個階段應由哪個運算資源來執行。根據具體工作負載的不同，執行過程可能涉及本機應用、裝置端模型、其他運算資源或雲端服務，而 CPU 則負責統一協調許可權管理、任務決策以及整個任務的執行進程。
SME2：拓展裝置端 AI 能力
新一代 Arm C2 CPU 叢集整合雙 SME2 引擎，較上一代配置SME2 能力翻倍，可為各類對延遲敏感的裝置端 AI 工作負載，提供更充足的 AI 算力空間。
在運行最新的 Moonshine 和 Parakeet 語音轉文本模型時，搭載 SME2 的 Arm C2-Ultra 相較於 C1-Ultra，延遲降低 40%。更快的語音處理能力有助於縮短代理式 AI 互動的起始延遲，因為裝置需要先理解使用者的語音指令，才能啟動後續工作流程。
在記憶階段，搭載 SME2 的 C2-Ultra 的記憶體資訊檢索與搜索效能較上一代提升 41%，可協助AI 代理更快速地存取在裝置端儲存的上下文資訊。在推論階段，小語言模型（SLM）能夠將使用者請求與檢索到的上下文結合起來，生成結構化指令並調用相應工具，以執行下一步操作。在測試的各類模型中，C2-Ultra 完成此一過程的平均速度較上一代提升 25%。
在涵蓋語音處理、記憶檢索、推論、應用程式執行和網頁瀏覽等環節的端到端代理式 AI 工作流程測試中，搭載 SME2 的 C2-Ultra 配置相比上一代配置，實現了 24% 的整體效能提升，能夠更快完成整個工作流程。
神經網路加速器：提升行動圖像效能與視覺體驗
神經網路技術為提升視覺體驗開闢新的路徑，使行動裝置能夠在既定功耗和散熱預算下，展現超越傳統渲染技術所能提供的畫質表現。這些技術能夠基於低解析度輸入重建更高品質的圖像，對光線追蹤場景進行降噪處理，並透過生成中間幀來更高效率地提升遊戲流暢度。
Arm Mali G2-Ultra NX將神經加速能力直接導入 GPU，透過將專用神經網路加速器緊密整合至著色器核心，並結合全新的執行引擎和第三代光線追蹤單元（Ray Tracing Unit v3, RTUv3），為行動圖像帶來 AI 原生能力。在 CSS for Mobile 2 平台中，它為日益複雜的神經圖像工作負載，提供堅實的 AI 原生圖像基礎。
它支援神經超取樣（Neural Super Sampling, NSS），能夠基於低解析度渲染畫面重建更高解析度的圖像；支援神經幀率升頻（Neural Frame Rate Upscaling, NFRU）技術，透過生成中間幀提升畫面流暢度；同時支援神經超取樣與雜訊消除 (Neural Super Sampling and Denoising, NSSD) ，將神經超取樣與降噪技術相結合，在複雜光線追蹤場景中進一步提升圖像品質。
上述能力可與 Arm C2 CPU 叢集的代理式 AI 能力形成互補，透過專用 GPU 加速支援日益複雜的神經圖像工作負載。
系統 IP ：強化異質運算協同效率
代理式 AI 和日益複雜的圖像工作負載，對行動系統內運算資源協同及資料傳輸效率帶來更高要求。為此，CSS for Mobile 2 採用 SI L2 系統互連，基於針對行動裝置最佳化的架構設計，為各類異質工作負載提供服務品質 (QoS) 支援。
再強大的運算引擎，也只有在資料能夠高效傳輸的前提下才能充分發揮價值。SI L2 可為整個平台提供更低的資料存取延遲和更高頻寬，同時具備一致性和 QoS 能力，幫助管理和最佳化多個運算資源之間的任務調度與優先順序分配。這些能力在 CPU、GPU 及其他系統資源並行運行，在共用資料及記憶體存取權限時尤其重要。
透過提升工作負載在整個系統中的通訊效率，SI L2 能夠充分發揮各個運算引擎的效能優勢，並使AI 與圖像工作負載持續保持高執行回應能力。
立即就緒的軟體生態系：加速開發者創新
Arm CSS for Mobile 2 擁有完善的軟體生態系支援。憑藉 Arm 數十年來對軟體的投入及全球超過 2,200 萬的 Arm 開發者社群，開發者可透過熟悉的框架和開發環境輕鬆調用其平台能力。KleidiAI 與主流 AI 框架的深度整合，為 Arm CPU 提供最佳化的軟體執行路徑，包括能夠充分利用 SME2 特性的 AI 工作負載。這代表開發者無需改變現有開發流程，即可透過正在使用的軟體堆疊充分釋放 Arm CPU 的底層能力。
Arm AI Portal 將這種支援進一步擴展到 AI 應用開發領域，在統一平台上彙聚經過最佳化和驗證的模型、效能與準確性資料、程式碼範例以及部署資源。同時，Arm MCP 伺服器進一步將這些能力導入代理式 AI 開發環境。這將協助開發者為特定工作負載選擇合適的模型，瞭解其在 Arm 平台上的效能表現，並加快從評估到部署的整個開發流程。對於自有專用模型的開發者，Arm 還提供早期存取版模型最佳化工具，協助其針對目標裝置進行最佳化。
對於針對 CSS for Mobile 2 平台進行開發的開發者，Arm AI Portal 提供了一條可直接運用 Arm 平台能力的路徑，説明開發者充分調動 CPU 端 SME2、GPU 端神經網路加速器等能力，將經過最佳化的 AI 模型與高階行動裝置所提供的效能優勢緊密結合。
KleidiAI、主流 AI 框架組成以及 Arm AI Portal ，合力貫通了從硬體到軟體的開發，將 Arm CSS for Mobile 2 的平台能力與開發者所使用的 AI 模型和軟體工具緊密連接，協助開發者打造更強大、更智慧的裝置端 AI 體驗。
將代理式 AI 帶到裝置端的完整平台
行動 AI 的下一個時代，將不再由單一跑分成績或單一加速器決定，而是取決於整個系統將使用者意圖轉化為實際行動的綜合能力。隨著代理式 AI 持續演進，並逐步融入日常互動，底層平台將成為決定這些體驗能否有效率地、大規模落地的關鍵因素。
CSS for Mobile 2 正是為這項轉變而打造。該平台針對回應速度、能源效率與持續執行能力，對運算資源、系統 IP、實體實作和軟體生態進行一體化協同最佳化，既為晶片合作夥伴提供了可靈活配置的基礎平台，協助其打造差異化產品，也為開發者搭建了從平台能力到應用落地的更直接路徑。
隨著裝置端智慧持續發展，這類系統級基礎能力的重要性愈發凸顯。CSS for Mobile 2致力於將這些架構創新真正落實到終端裝置，為次世代更快速、更高效率、更智慧的行動 AI 體驗奠定堅實基礎。
關於 Arm
Arm 是 AI 時代的基礎平台，其兼具卓越效能與節能優勢的運算能力，觸及全球所有連網使用者。為因應對運算永無止境的需求，Arm 平台橫跨核心 IP、先進運算子系統及專用晶片，使國際頂尖的科技公司能靈活設計、打造並大規模部署 AI 應用。透過與規模最大的運算生態系及業界超過 2,200 萬名開發者的共同努力，我們正於 Arm 平台上建構 AI 的未來。
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