Armv9：開啟Arm下一個計算十年！
芯片架構界的“王者”Arm，如今正向下一個十年奮力“沖鋒”。
但與往常不同，這一新的十年，對于Arm來說挑戰相當巨大。上有國際貿易及收購風波引發的各方“擔憂”，下有RISC-V等新興陣營的緊追不舍。可即便是在這種大環境之下，Arm過去五年依舊成績斐然，在各主要應用場景都斬獲相當優異的戰果。
據Arm統計，過去五年，基于Arm架構的設備出貨量超過1000億，且基于Arm架構的芯片出貨量也在持續加速。按照現在的速度，無論是終端、數據網絡還是云端，全球100%的共享數據很快將會通過Arm技術進行處理。如此廣泛的應用量，也讓Arm對下一個十年充滿信心與底氣，本次亮出的Armv9，也成為Arm對外界展示自身實力，表達這一全球影響力巨大的科技公司順應AIoT和5G之勢，加速通用計算向專用計算進發的決心。
v9架構的誕生，標志著Arm架構演進的又一個里程碑。與此前的Armv8類似，此次重磅推出的Armv9架構是Arm推出新特性和功能的第一步，這些新特性和功能將提供更高的性能、DSP和ML功能以及增強的安全性，這些功能也將以令人驚嘆的方式展現計算強大的變革能力。
Arm首席執行官Simon Segars表示，“在展望由AI定義的未來時，我們必須夯實先進的計算基礎，以應對未來的獨特挑戰。Armv9就是我們給出的答案。在通用計算所具備的經濟性、設計自由度和可及性的基礎上，市場需要普適專用、安全而強大的處理能力，這將驅動下一個3,000億個基于Arm架構的芯片發展，而Armv9就是這些芯片的技術先驅。”
與Armv8架構不同，v9架構即繼承了v8的優勢，又青出于藍。論及二者的差異化，Arm高級副總裁、首席架構師兼技術院士Richard Grisenthwaite在接受記者采訪時表示：“首先Armv9架構是基于Armv8既往成功的基礎，并增添了針對矢量處理的DSP、機器學習、安全這三個技術特性。此外，Armv9一個很重要的特點就是可伸縮矢量擴展（SVE2），SVE2增強了對在CPU上本地運行的5G系統、虛擬和增強現實以及ML工作負載的處理能力。例如Scatter-Gather DMA直接存儲器訪問，把它放到CPU架構中，能實現更多的循環，更大的DSP處理能力，從而支持更多的并行化。”
尤其是在安全方面，AIoT和5G應用風行的時代，信息和數據安全將越來越成為全民重點關注的問題。Armv9引入了新的安全特性，包括Arm機密計算架構（Confidential Compute Architecture, CCA），通過打造基于硬件的安全運行環境來執行計算，保護部分代碼和數據，免于被存取或修改，甚至不受特權軟件的影響。
Richard Grisenthwaite告訴記者：“因為我們看到一直以來最大的威脅就是在安全領域，我們看到有很多發起的對系統的攻擊，這也是為什么在Armv9架構中我們也引入了像Arm機密計算架構（Confidential Compute Architecture, CCA）等安全相關的擴展功能。”
更具體來講，Arm CCA將引入動態創建機密領域（Realms）的概念，機密領域面向所有應用，運行在獨立于安全或非安全環境之外的環境中，以實現保護數據安全的目的。例如，在商業應用中，機密領域可以保護系統中商用機密數據和代碼，無論它們正被使用、閑置或正在傳輸中。在最近一項針對企業高管的Pulse調查中，超過九成的受訪者相信，機密計算可以幫助降低企業在安全方面投入的成本，如此一來，他們可以轉而大量的投入工程創新。
當然，AIoT+5G時代，除了安全，算力也是芯片設計廠商高度關注的領域。過去五年，Arm技術每年都以超過業界的速度提升CPU性能 ，Arm將在新一代架構Armv9上保持這個速度，預計未來兩代移動和基礎設施CPU的性能提升將超過30%。
畢竟，隨著行業從通用計算越來越多的向普遍的專用處理發展，每年兩位數的CPU性能提升顯然是不夠的。因此，除了增強專用處理能力，Arm的全面計算（Total Compute）設計方法也將通過集中的系統級硬件和軟件優化以及用例性能的提高，加速總體計算性能。
盡管摩爾定律在逐步放緩，但作為計算架構領域大佬的Arm，依然有信心繼續保持沖刺，Arm市場營銷副總裁Ian SmytheArm表示：“在新一代架構Armv9上，我們將保持這個速度，預計未來兩代移動和基礎設施CPU的性能提升將超過30%。這個數據是根據業界標準評測工具來衡量的，而且這樣30%的算力提升完全是憑借于本身的架構而不是借助于制程工藝來實現。另外，隨著摩爾定律正在放緩，我們也將通過最大化地提升頻率、帶寬、緩存大小、并減少內存延遲，以最大化CPU性能。”
總之，未來十年，Armv9將助力基于Arm架構的芯片出貨3000億顆，盡管這3000億顆并不完全基于Armv9架構，比如目前Arm的芯片主力均基于Armv8和Armv7架構。但必將更全方位的推動Arm成為從智能手機、服務器、筆記本、汽車以及物聯網等更多應用場景芯片的主流，為Arm在智能互聯新時代“稱霸”芯片江湖奠定堅實而牢固的基礎。
