Arm v9 架构详解：能否实现 CPU 计算 “统治”

2021-04-10 17:07

导读：IT之家4月1日消息本周三，Arm发布了最新一代架构Armv9，这一架构是在目前已经广泛使用的Armv8的基础上，面向未来十年的新一代架构。Armv9架构有三个系列，分别是针对通用计算的A系列，实时处理器的R系列，微控制器的M系列，预计未来两代移动基础设施CPU的性能提升将超过30%。首

IT之家4月1日消息本周三，Arm 发布了最新一代架构 Arm v9，这一架构是在目前已经广泛使用的 Armv8 的基础上，面向未来十年的新一代架构。

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/>Arm CCA 将引入动态创建机密领域（Realms）的概念，机密领域面向所有应用，运行在独立于安全或非安全环境之外的环境中，实现保护数据安全的目的。比如，在商业应用中，机密领域可以保护系统中商用机密数据和代码，无论它们正被使用、闲置或正在传输中。据悉，Arm 会在今年下半年公布 Arm CCA 的更多信息。内存标签扩展是 Armv9 架构的另一项安全技术。Richard Grisenthwaite 说：“在分析了全球软件报告的大量安全问题后，我们发现许多问题的根源实际上与过去内存安全的老问题有关。这些问题已经困扰计算领域 50 年，两个持续多年特别常见的内存安全问题——缓存溢出和释放后重用。很大一部分的问题是，这些内存安全漏洞被利用之前就能发现问题，这是提高全球软件安全至关重要的一步。”<p align=

/>Arm 持续与谷歌合作开发的 “内存标签扩展”技术，可以在软件中查找空间和时间内存安全的问题，允许软件将指向内存的指针与标签建立关联，并在使用指针时检查这个标签是否正确。Richard 称，内存标签扩展是明年上市的第一代 Armv9 CPU 不可或缺的一部分。支持内存标签扩展的软件也正被引入到安卓 11 系统和 OPENSUSE。<p align=

/>Arm 还与剑桥大学在其 CHERI 架构上合作多年，从架构底层来提升安全性。据介绍，CHERI 架构定义了可提供这种封装能力的硬件功能，这在未来将可能促成一个本质上更为安全的计算平台，但这也会使某些系统的变成方式产生重大改变。不过，这种架构 Arm 已经在和其合作伙伴探索，如果成功，会在未来 5-6 年引入 Armv9 架构，成为 Armv9 架构主要的组件之一。未来两代 Armv9 架构 CPU 性能提升将超过 30%安全性是计算架构的基础，性能提升则是满足越来越高的计算需求以及多样化计算需求的关键。Arm 预计，新一代架构 Armv9 将保持超过业界 CPU 性能提升的速度，未来两代移动和基础设施 CPU 的性能提升将超过 30%。<p align=

/>Richard 强调：“这个数据是根据业界标准评测工具来衡量，30% 的算力提升完全是凭借于本身架构而不是借助于制程工艺来实现。”计算性能提升非常重要的驱动力就是 AI，Statista Research Department 今年 1 月发布的最近报告估计，到 21 世纪 20 年代中期，全球将有超过 80 亿台搭载 AI 语音辅助的设备。不同设备对于 AI 性能的需求不同，也就需要不同的 AI 处理器。<p align=

/>Arm 与富士通合作开发了可伸缩矢量扩展（Scalable Vector Extension, SVE）技术并用在了全球最快的超级计算机 “富岳”上。在 SVE 的基础上，Armv9 中使用了新开发的 SVE2 技术，增强了对在 CPU 上本地运行的 5G 系统、虚拟和增强现实以及 ML 工作负载的处理能力，能够提供实现增强的机器学习和数字信号处理能力。<p align=

/>与此配合，Arm 也需要在标准化程度上取得平衡。Richard 说：“如果过多的标准化，那么合作伙伴将无法开发合适的专用解决方案。而如果太少的标准化，我们得承担低价值、形同实异的解决方案的风险。这将让软件生态系统的成本增加、且毫无益处。”Arm 在服务器领域中已经看到了标准化平衡的价值，推出了 “服务器基础架构 SBSA”和相关的认证计划 “服务器就绪”。<p align=

/>“我们也正在扩大标准化的范围，Arm SystemReady 将服务器就绪计划的概念从云端延伸到物联网边缘等广泛的设备上，以实现通用操作系统及虚拟机管理程序之间的交互运作。”Richard 说。<p align=

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