Arm 同步提升硬體運算效能與優化軟體部署平台

October 13, 2020

為因應第五波運算時代來臨,以及 5G 加速推動 AI 與物聯網的實現,Arm 在上週首次舉辦的 Arm DevSummit 2020 線上會議陸續發表幾項硬體發展藍圖,以及全新升級的軟體開發環境,為全球廣大的開發者提供發揮創意、實現創新、掌握商機的絕佳平台。

公布未來兩個世代 CPU – 釋放 64 位元運算力量:

  • 次世代 CPU 效能大幅提升:Arm 揭露未來預計推出的兩個行動裝置 CPU,代號分別為 Matterhorn 與 Makalu。在全面運算(Total Compute)的第一代 – Matterhorn 世代的 CPU 中,將導入名為記憶體標籤擴充(MTE)的全新安全功能,防堵記憶體次系統可能出現的安全漏洞。而 Makalu 世代的 CPU 與現行的 Cortex-A78 相比,效能最高可以提升 30%。

  • 64 位元運算威力全面釋放:開發者若要創造消費者所需更複雜的數位沉浸式體驗,App 就必須持續朝 64 位元轉移。64 位元指令集提供硬體的效能提升與運算能力,讓這些體驗更快速且反應更即時。除了硬體提升之外,移至 64 位元後,開發者的程式碼也可以獲得效能的改善與額外的安全性,並能節省成本,加速上市時程。Arm 從 2022 年發表的 CPU IP 開始,未來所有的「大」核都只支援 64 位元的程式碼。

  • 全面運算三大關鍵打造:手機已是人們每天接觸到最強大且最普遍的裝置。但隨著應用場景變得更為複雜、同時有更多的人工智慧(AI)與機器學習(ML)作業負載透過 App 在人們的裝置上直接處理,Arm 因此提出變革的 SoC 設計方式,使其超越原始的 CPU 效能,並以三大關鍵深化 2019 年提出的全面運算(Total Compute)策略:1)提升系統運算效能 ; 2)軟體及工具方便開發者取用系統效能; 3)透過生態系達成安全防護

發表 Arm SystemReady 計畫:

  • Arm SystemReady 計劃是以獲得許多伺服器及雲端資料中心夥伴廣泛採用的 Arm ServerReady 計畫為基礎發展而成,並涵蓋範圍更廣的市場與作業系統。Arm SystemReady 是 Project Cassini 重要的一環,用意在以制定標準、平台安全性與參考實作做為三大關鍵支柱,讓軟體在多元生態系中發揮應有作用。
  • 支撐 Arm SystemReady 計劃的是一套全新的系統架構標準,包含四大方案(Band)與兩個選項:

  • 四大方案:

    • SystemReady SR(ServerReady):與 ServerReady 相同,除了 SBBR 開機要求外,SBSA 和 SBBR 規範已替換為通用 BSA 和補充 SBSA。
    • SystemReady ES (Embedded Server Ready):提供例如資訊科技基礎架構與物聯網終端裝置等嵌入式伺服器使用,以確保與共用的作業系統及超管理器間的交互運作性。
    • SystemReady IR(IoT Ready):提供資訊科技基礎架構物聯網以及物聯網終端裝置使用,以確保與嵌入式 Linux 及其它嵌入式作業系統間的交互運作性。
    • SystemReady LS(LinuxBoot Server Ready):為使用Linux伺服器、並將 LinuxBoot 當成韌體的超大規模用戶提出,確保伺服器平台適合部署 LinuxBoot 韌體堆疊。

    兩個選項:

    • 安全性選項:依 UEFI 標準規定,供應安全的開機與安全的韌體更新已經實施過的驗證方法,可在選定前述任一個認證方案後選用,並以 PSA Certified 計畫評估系統安全性。
    • Pre-Silicon 認證:這是矽晶圓夥伴設計定案前可用的選項,目標在於避免費用高昂的重複性作業,同時降低 Arm 矽晶圓夥伴的風險。

制定標準、平台安全性與參考實作為軟體部署的三大關鍵支柱:

  • 新一代 Neoverse 平台效能提升 40% 以上:自 2018 年 Neoverse 發表以來,Arm 即持續積極發展以符合夥伴的需求。最近發表的 Neoverse V1 平台,是 V 系列的第一個平台。與 N1 相比,其單執行緒效能可提升超過 50%,是 Arm 針對更仰賴 CPU 效能與頻寬的最快的平台; 另一項新發表 Neoverse N2 平台,具備更強大的橫向擴展效能核心,在保持相同水準的功率和面積效率下,Neoverse N2 預計提供比 Neoverse N1 高 40% 的單執行緒效能。藉由提供更高效能的運算解決方案,從雲端、智慧網卡(SmartNICs)、企業網路到低耗電的邊緣裝置,以對應各式使用場景的效能擴充需求。

  • 標準化精神推動了可擴展性:Arm 也藉由 Project Cassini擴展了 Arm Neoverse 平台的價值。Project Cassini 的目的就在為軟體開發者提供流暢的體驗。透過制定標準、平台安全性與參考實作,Project Cassini 讓產業夥伴有信心在 Arm 上面部署好用的軟體。

    • 制定標準: 協助軟體開發,也幫助多樣的硬體發展。Arm SystemReady 是建立在 Arm ServerReady 程序的基礎上,基於合規性認證程序,可讓軟體在不同的硬體生態系統中無縫運行。

    • 平台安全性:需要 API 和認證程序,好讓跨生態系統和工作負載的開發者足以信任。其中包括 PSA 認證的框架和 PARSEC(開源項目,可為應用程式提供安全的信任根和一般運作時安全服務)。

    • 參考實作:由於物聯網的市場需求常因不同領域而異,因此定義使用場景架構可能相當複雜。Project Cassini 提供與生態系統合作開發的參考解決方案,可在邊緣支援雲原生軟體的堆疊。

讓開發者聚焦創意,加速軟體開發流程:

  • 與微軟合作加速 AI 的創新:Arm 正與微軟公司合作,為物聯網終端裝置加速 AI 的創新。透過這個協作,Arm 將把共同的專注力集中在優化與加速完整的 AI 作業負載開發生命周期,從在 Azure 雲端服務平台上訓練與調整 ML 模型,到在任何 Arm 架構的終端裝置上優化、部署與運行這些模型,這將促成嵌入式、物聯網與 ML 開發社群彼此間產生更有效的體驗。

  • 讓開發者聚焦創意,開發工具需要更簡化而有效:嵌入式運算與嵌入式世界正遭遇重大改變 - 即嵌入式發展以及物聯網、機器學習(ML)與數據科學彼此間越來越大的重疊。由於嵌入式、ML 與雲端開發者從截然不同的領域和角度來處理終端裝置設計,Arm 的工具必須應對所有團體的需求,不管選擇的裝置或作業系統為何,開發工具必須提供終端裝置與任何雲服務供應商之間,無縫整合與連接的能力,好讓開發者聚焦於創意,發展如何為市場帶來具有競爭優勢的全新差異化功能。

  • Arm 的強化套裝工具加速開發流程:Arm 次世代的開發解決方案將結合最佳的現代網路技術,以及來自最受歡迎的微控制器開發套件 Arm Keil MDK,以及最完整的 C/C++ 嵌入式套裝工具 Arm Development Studio 的成熟開發與除錯功能。其結果是在各種微控制器與開發板上,都能更快速且更直覺地通過產品的開發流程。

 

更多技術細節與應用說明都將在 Arm DevSummit 2020 台灣場逐一分享。Arm DevSummit 2020 是專為軟體、硬體開發專家和工程專業領域人士舉辦的全新會議,即將於 11 月 4 日至 5 日兩天於線上舉行。Arm DevSummit 2020 自即日起開放報名,全部課程完全免費。選定分組議程及主題演講後,可透過即時上線聆聽及課後隨選方式進行。所有分組議程均有中文字幕。歡迎有興趣的產業菁英報名參加。



--完--



關於 Arm

做為運算及連網革命的核心,Arm 的技術正改變著人們生活及企業運作的方式。Arm 先進的低功耗處理器設計與軟體平台,已促成 2,000 億顆晶片的先進運算,我們的技術安全地驅動包含感測器、智慧型手機甚至於超級電腦等各式應用的電子產品。Arm 攜手超過 1,000 家的技術合作夥伴,將前端的設計、安全、管理,全面應用在從晶片至雲端所有連結 AI 運算的領域。


所有資訊都「依目前情況」提供,且並不帶保證或代表性。此一文件可以自由分享,但不得修改且必須註明出處。Arm是Arm Limited(或其子公司)的商標或註冊商標。所有其他品牌或產品名稱乃為所屬個別公司之財產。© 1995-2021 Arm Group