Arm发布v9架构，面向人工智能、安全与专用计算的未来

这是一次值得重点关注的技术迭代。Arm刚刚正式发布了全新的Armv9架构，其战略目标是满足未来十年内多达3000亿颗基于Arm架构芯片的应用需求。从官方披露的信息来看，Armv9并非对v8架构的简单修补，而是在确保通用计算经济性的基础上，针对安全性、人工智能（AI）及专用计算领域进行的一次系统性升级。

Armv9的发布，其核心聚焦于三大关键词：安全、AI与性能。

安全：计算领域面临的最大挑战

数据安全无疑是当前整个行业所面对的最严峻挑战。为此，Armv9架构引入了一项关键技术——机密计算架构（CCA）。通俗地讲，CCA通过硬件构筑了一个“安全隔离区”，使得代码和数据能够在其中安全运行，免受外界访问或篡改，即便是拥有操作系统特权的软件也无法窥探其内部。这有效解决了“数据在使用过程中如何得到保护”这一长期存在的难题。

在具体实现上，Arm CCA引入了“机密领域（Realms）”的全新概念。这些领域运行于独立于安全或非安全环境之外的专属环境中，任何应用程序均可使用。例如，在商业场景里，涉及商业机密的代码或数据，无论其处于使用、闲置还是传输状态，都能获得硬件级的安全防护。不久前一项针对企业高管的调查显示，超过90%的受访者相信，机密计算能够显著降低安全方面的成本，这意味着企业可以将更多资源重新投入到工程创新之中。

从生态合作的角度来看，微软Azure Edge部门的负责人明确指出，随着从边缘计算到云端处理的用例日益复杂，“一招鲜吃遍天”的传统方案已难以为继。异构计算正变得越来越普遍，这要求硬件与软件开发商之间进行更为紧密的协同。Arm与微软在CCA上的合作，本身就是硬件与软件协同创新的典范。

无处不在的AI：呼唤专用且可扩展的计算方案

AI工作负载的普及性和多样性，迫切要求计算方案既能实现专用化，又具备可扩展性。据预测，到2020年代中期，全球将有超过80亿台设备配备AI语音辅助功能，超过九成的设备应用将包含AI元素或基于视觉、语音的AI交互界面。

为应对这一趋势，Arm采取了一项关键举措——将其与富士通共同开发的可伸缩矢量扩展（SVE）技术进行了全面升级。SVE技术最初驱动了全球最快的超级计算机“富岳”，而在Armv9架构中，Arm推出了SVE2，旨在更广泛的场景中强化机器学习与数字信号处理能力。SVE2针对5G系统、虚拟现实/增强现实（VR/AR）以及各类机器学习工作负载（如图像处理和智能家居应用）的处理性能进行了显著增强。未来几年，Arm还将在Mali GPU和Ethos NPU中持续推进AI创新，并在CPU内部大幅增强矩阵乘法运算能力。

通过系统级设计实现性能最大化

在性能方面，Arm给出了明确的数据。过去五年，Arm技术的CPU性能提升速度一直领先于行业平均水平。而在Armv9架构上，这一增长势头将得以延续。预计在未来两代产品中，移动端和基础设施领域的CPU性能提升将超过30%。

但这绝非终点。当行业从通用计算转向普遍的专用处理时，每年实现两位数的CPU性能提升只能算作基础要求。Arm的策略是推进“全面计算”。这不仅仅是一个口号，更是一套系统级的设计方法论。通过将全面计算的原则应用于汽车、客户端、基础设施和物联网等完整的IP组合中，Armv9的系统级技术将覆盖整个IP解决方案，并对每个IP进行针对性优化。与此同时，Arm还在积极开发多项旨在提高频率、增加带宽、优化缓存并降低内存延迟的技术，以最大限度地释放基于Armv9架构的CPU性能潜力。

面向下一个计算十年的愿景

Arm高级副总裁Richard Grisenthwaite表示，日益复杂的AI工作负载正在推动对更安全、更专用处理能力的迫切需求，这将是开启新市场、抓住新机遇的关键所在。Armv9的使命，是帮助开发者弥合软件与硬件之间的关键鸿沟，构建并编程未来可信的计算平台，同时在标准化与定制化之间找到完美的平衡点。

合作伙伴声音：

Ampere Computing
“Ampere非常看好未来十年的云计算发展。同时，我们对Armv9将带来的架构提升和广泛的设计灵活性感到无比振奋。在此基础上，Ampere将持续创新，提供性能领先的云原生处理器，以满足大规模市场的需求。”
——Ampere Computing首席产品官Jeff Wittich

Cadence
“长期以来，Cadence与Arm在验证、设计实现和系统设计领域保持着紧密合作，帮助我们的共同客户实现卓越的SoC设计，并在AI、移动通信和高性能计算等市场取得成功。Armv9架构能够提供未来产品所需的持续提升的性能、安全性和专用化能力。我们经过优化的数字全流程已经取得了初步成功，充分展示了Armv9架构的强大功能和性能优势。”
——Cadence公司总裁Anirudh Devgan

Crytek
“Crytek与Arm的战略合作，是我们进军移动游戏领域的关键一步。我们非常期待看到Armv9将如何赋能未来的CRYENGINE开发者，帮助他们以十年前无法想象的图形保真度，创作出更安全、更精彩的移动内容。”
——Crytek首席执行官Avni Yerli

富士康
“我们的MIH联盟正在构建一个开放平台，这将极大地加速电动汽车的创新与部署。Armv9新架构的开发将实现更高的处理性能与安全性，使我们的平台能够在出行电气化方面迈上新的台阶。”
——富士康首席技术官魏国章

富士通
“与Arm的合作，让我们不仅打造出一款驱动着世界上最快的超级计算机的CPU，还使富士通成为了SVE技术开发的先锋和关键合作者。在未来十年的持续合作中，我们期待构建一个不断壮大的HPC生态系统和创新型的服务器级平台，以帮助我们在市场上保持强大的竞争力。”
——富士通公司企业执行官、高级副总裁、平台开发部门负责人Naoki Shinjo

谷歌
“提升联网设备的安全性，需要软件与硬件团队的紧密协作，我们与Arm的合作正是联合开发的典范。减少与内存相关的漏洞，对于提高各类互联设备的安全性至关重要。我们期待看到MTE技术为整个行业带来新的安全标准。”
——谷歌安卓安全与隐私部门副总裁Dave Kleidermacher

Marvell
“长期以来，Marvell和Arm共享着一个愿景，即为市场带来创新、优化的云端到边缘端解决方案。Arm架构的持续发展，巩固了我们双方合作的实力。我们期待与Arm继续保持合作，提供业界顶尖的芯片和软件技术，以满足全球数据基础设施的严苛需求。”
——Marvell首席战略官兼网络及处理器事业部执行副总裁Raghib Hussain

MediaTek
“MediaTek与Arm在移动设备、笔记本电脑以及数字电视等多类产品上，已保持了多年的密切合作。Arm架构的可扩展性、卓越的性能与能效表现，以及创新的设计，是协助MediaTek拓展产品组合的关键所在。Armv9架构将在下一代天玑5G系列产品的性能表现与用户体验提升上，扮演至关重要的角色。”
——MediaTek首席技术官周渔君

NVIDIA
“对NVIDIA来说，将AI带来的变革引入游戏、自动驾驶汽车、企业数据中心和嵌入式设备，是一个巨大的机遇。通过与Arm的持续合作，我们期待借Armv9架构实现广泛且前所未有的计算可能性。”
——NVIDIA硬件工程高级副总裁Brian Kelleher

恩智浦半导体
“在智能边缘时代，具备极致能效和毫不妥协安全性的高性能计算基础至关重要。Arm与恩智浦保持着长期的合作关系，我们在构建技术时共享这些指导原则，从而帮助客户充分释放智能边缘设备的价值。”
——恩智浦半导体高级副总裁兼边缘处理业务部总经理Ron Martino

OPPO
“OPPO搭载Arm技术的智能手机，为用户带来了恰到好处的性能、能效和安全性。Armv9架构兑现了Arm持续创新的承诺，将使整个行业在未来创造出更智能、更安全的全新体验。”
——OPPO副总裁、OPPO研究院院长刘畅

PicsArt
“Arm技术已将始终在线设备的体验提升至全新境界，并为像PicsArt这样的公司改变了游戏规则，驱动了亿万人的创造力。移动设备的计算性能让我们在图片与视频编辑技术的基础上尽情挥洒创意。我们期待借助Armv9架构带来的性能与能效优势，在基于Arm技术的解决方案上创造更多新体验，让用户的创作内容更上一层楼。”
——PicsArt联合创办人兼首席技术官Artavazd Mehrabyan

红帽
“现代云环境正在持续演变，以支持更广泛的硬件选择和差异化，这体现了为更大工作负载优化计算的发展趋势。红帽与Arm密切合作，共同创建开放的技术标准，在支持这种灵活性的同时，也保持了跨不同平台的兼容性。我们很高兴能在Armv9架构中延续这一合作，并期待它所带来的新功能，包括增强的架构性能、先进的安全特性，以及在开放混合云中实现更广泛的工作负载支持。”
——红帽首席技术官Chris Wright

瑞萨电子
“作为汽车行业SoC产品的领先供应商，瑞萨电子专注于帮助客户实现他们对未来汽车的构想。Armv9技术将提供行业所需的安全性、性能和先进的AI能力，为下一代汽车出行开启新的可能性，包括提升自动驾驶水平和增强智能座舱体验。”
——瑞萨电子汽车解决方案事业部副总经理Takeshi Kataoka

三星电子
“Armv9架构在安全性和机器学习方面实现了大幅提升，这两个领域在未来移动通信设备中将变得愈发重要。在与Arm的合作过程中，我们期望看到新架构为三星下一代Exynos移动处理器带来更广泛的创新。”
——三星电子SoC开发执行副总裁Min Goo Kim

西门子数字工业软件
“我们与Arm的长期合作，使我们能够紧跟日益加速且日益复杂的SoC设计与开发步伐。我们期待Armv9能够带来新的计算能力，赋予工程师更大的创新自由，并提供全新的性能与效能水平。”
——西门子数字工业软件IC-EDA执行副总裁Joseph Sawicki

新思科技
“通过三十多年的紧密合作，Arm和新思科技共同开发了基于测试Shift-left方法的创新技术，以帮助我们的共同客户应对广泛市场应用中的复杂SoC挑战。Armv9架构与新思科技业界领先的数字设计和验证全流程平台解决方案、Fusion Design Platform和Verification Continuum Platform强强联合，可协助共同客户获得最佳的功耗、性能和面积，提升结果质量，并加速开发周期。智能化设计的Armv9架构在不同市场中开辟了诸多全新可能性。我们期待与Arm继续合作，共同应对3D IC设计、机器学习以及智能工艺、电压和温度监控等下一代应用的挑战。”
——新思科技产品营销副总裁Sanjay Bali

TSMC
“在过去十年中，TSMC与Arm的密切合作完成了许多重大里程碑，协助我们共同的客户进行芯片创新并加快上市时间，例如业界第一个64位FinFET工艺的芯片实施、第一个16纳米FinFET工艺的Arm大小核big.LITTLE™设计及工艺的共同优化，以及针对HPC的第一个7纳米Arm架构的CoWoS®芯片组。我们恭贺Arm推出Armv9架构，并期待双方持续合作，通过优化PPA的设计平台，加速应用在智能手机、HPC、汽车、AI与机器学习以及IoT领域的下一代SoC设计。”
——TSMC设计架构管理部门副总裁Suk Lee

Unity Technologies
“Arm从成立之初就在持续赋能创新，这些创新带来了我们今天所看到的移动计算革命。我们在新技术和优化方面的紧密合作，确保Unity引擎能够充分利用底层硬件，提供开箱即用的一流移动性能和效率，让开发者能专注于实现他们的愿景。全新的Armv9架构将使算力实现指数级提升，并赋能Unity开发者为全球数百万玩家带来更丰富的游戏体验。”
——Unity Technologies研发高级副总裁Ralph Hauwert

Vivo
“Arm推出的Armv9架构是全球移动领域的最新架构，将为未来移动终端提供更强大的算力和更可靠的保障。我们期待新一代基于Armv9架构的处理器在未来产品应用中的出色表现，能够帮助vivo进一步打造优质的差异化产品，一如既往地服务好我们的用户。”
——vivo高级副总裁兼首席技术官施玉坚

VMWare
“我们的客户正在采用基于Arm技术的智能网卡，使他们的基础设施更高效、更安全。我们通过VMware Project Monterey宣布了对智能网卡的支持，旨在优化性能，引入零信任安全模型，打造实用的分布式防火墙，并首次将VMware的管理价值扩展到裸金属环境。基于Armv9架构，我们能够携手合作伙伴，在混合云上实现更好的安全性和性能。”
——VMware云平台事业部营销副总裁Lee Caswell

小米
“小米与Arm的合作为全球用户带来了卓越的移动体验。全新的Armv9架构将帮助小米继续凭借优越的计算性能、顶级的安全性和先进的机器学习能力，为全球数百万用户带来创新，打造更加随心、更加智能的移动体验。”
——小米集团创始人、董事长兼首席执行官雷军

Zoom
“从智能手机到笔记本电脑，移动体验正在飞速变化。2020年为我们如何在世界范围内保持联系带来了新的挑战。通过视频通信，我们无论在个人层面还是工作层面都能保持连接，甚至在停课期间，也能持续赋能教育学习。在这种新常态下，我们看到了对强大计算性能、效率和安全性的迫切需求。我们期待Armv9架构以及Zoom与Arm之间的协作，能进一步增强跨平台的虚拟体验。”
——Zoom首席技术官Brendan Ittelson

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