एक दशक में एआरएम का अपने निर्देश सेट आर्किटेक्चर में सबसे बड़ा संशोधन यहां है - एआरएमवी9 - एसवीई2 ऑनबोर्ड और अन्य सुरक्षा सुविधाओं के साथ।
इससे पहले आज अपने विज़न डे इवेंट के हिस्से के रूप में, एआरएम ने अपने नए एआरएमवी9 आर्किटेक्चर के बारे में कुछ विवरणों का खुलासा किया, जिसके बारे में कंपनी को उम्मीद है कि इस दशक में 300 बिलियन से अधिक चिप्स में इसका उपयोग किया जाएगा।
ARM के ISA में अंतिम प्रमुख संशोधन v8 था, जिसे अक्टूबर 2011 में 64-बिट AArch64 निर्देश सेट के साथ पेश किया गया था। हालाँकि, ARM ने पिछले कुछ वर्षों में ARMv8.5 में मेमोरी टैगिंग जैसी नई सुविधाओं के साथ ARMv8 का विस्तार किया है। ARMv9 के साथ, कंपनी है बेसलाइन निर्देश सेट के रूप में AArch64 का उपयोग जारी रखा गया है, लेकिन सुरक्षा में सुधार लाने के उद्देश्य से इसे नई सुविधाओं के साथ बढ़ाया गया है प्रदर्शन।
एआरएम के अनुसार, यहां ARMv9-A आर्किटेक्चर की प्रमुख नई विशेषताएं हैं:
- एसवीई2: स्केलेबल वैक्टर के लाभ को कई और उपयोग के मामलों तक विस्तारित करना
- क्षेत्र प्रबंधन विस्तार (आरएमई): सभी डेवलपर्स के लिए आर्म प्लेटफ़ॉर्म पर गोपनीय कंप्यूट का विस्तार करना।
- बीआरबीई: प्रोफाइलिंग जानकारी प्रदान करना, जैसे ऑटो एफडीओ
- एंबेडेड ट्रेस एक्सटेंशन (ईटीई) और ट्रेस बफ़र एक्सटेंशन (TRBE): Armv9 के लिए उन्नत ट्रेस क्षमताएं
- टीएमई: आर्म आर्किटेक्चर के लिए हार्डवेयर ट्रांजेक्शनल मेमोरी सपोर्ट
ARMv9 के साथ आने वाले उच्च-स्तरीय परिवर्तनों के बारे में गहराई से जानने के लिए, मैं आंद्रेई फ्रुमुसानु की रिपोर्टिंग को पढ़ने की सलाह देता हूं आनंदटेक, लेकिन मैं उन प्रमुख परिवर्तनों का सारांश प्रदान करूँगा जिनके बारे में आपको अवगत होना चाहिए।
NEON के बाद SVE2 आया
NEON एक उन्नत सिंगल इंस्ट्रक्शन मल्टीपल डेटा (SIMD) आर्किटेक्चर एक्सटेंशन है। यहां SIMD का तात्पर्य एक ही निर्देश से है जो समानांतर में कई डेटा आइटमों पर काम करता है। ये डेटा आइटम रजिस्टरों में व्यवस्थित होते हैं जिनमें बिट्स के वेक्टर होते हैं।
स्केलेबल वेक्टर एक्सटेंशन, या एसवीई, ARMv8.2 या बाद का एक्सटेंशन है जो वेक्टर प्रोसेसिंग का विस्तार करता है उच्च प्रदर्शन कंप्यूटिंग (एचपीसी) कार्यों और मशीन की कंप्यूटिंग आवश्यकताओं को संबोधित करने के लिए AArch64 की क्षमता सीखना। महत्वपूर्ण बात यह है कि यह 128 से 2048 बिट्स के बीच वेक्टर रजिस्टर लंबाई की भी अनुमति देता है। सॉफ़्टवेयर विकास के दृष्टिकोण से, एक वैरिएबल वेक्टर रजिस्टर लंबाई का लाभ यह है कि लंबे वेक्टर रजिस्टरों के साथ भविष्य के सीपीयू का पूरा लाभ लेने के लिए कोड को केवल एक बार संकलित करने की आवश्यकता होती है। इसी तरह, उस कोड को कम SIMD निष्पादन पाइपलाइनों वाले CPU पर भी चलाया जा सकता है, जैसे कि IoT डिवाइस में।
चूँकि SVE का लक्ष्य HPC वर्कलोड पर अधिक था और यह NEON की तरह बहुमुखी निर्देश सेट भी नहीं था, ARM ने इन मुद्दों को संबोधित करने के लिए 2019 की शुरुआत में SVE2 पेश किया। SVE2 ने DSP वर्कलोड को लक्षित करने वाले नए निर्देश जोड़े जो अभी भी NEON पर निर्भर हैं। अब ARMv9 के साथ, SVE2, ARMv9 CPU की आधारभूत सुविधा के रूप में NEON का स्थान ले रहा है।
मशीन लर्निंग में सुधार
एआरएम को लगता है कि अगले दशक में मशीन लर्निंग वर्कलोड अधिक से अधिक लोकप्रिय हो जाएगा, यही कारण है ARMv8 के पिछले संशोधन नए मैट्रिक्स गुणन निर्देश पेश किए गए। ये ARMv9 सीपीयू की आधारभूत विशेषताएं होंगी, जो समर्पित एक्सेलेरेटर के बजाय छोटे स्कोप एमएल वर्कलोड को सीधे सीपीयू पर चलाने में सक्षम बनाएंगी। जाहिर है, जब कोई तेज प्रदर्शन या पावर दक्षता पसंद करता है तो समर्पित एक्सेलेरेटर पर एमएल वर्कलोड चलाना वांछित होता है, लेकिन सभी हार्डवेयर पर ऐसा करना हमेशा संभव नहीं होता है।
ARMv9 का गोपनीय कंप्यूट आर्किटेक्चर
सुरक्षा में सुधार के प्रयास में, ARMv9 एक नया गोपनीय कंप्यूट आर्किटेक्चर (CCA) पेश करता है। जैसा आनंदटेक बताते हैं, एआरएम का सीसीए मौजूदा सॉफ्टवेयर स्टैक स्थिति से एक बदलाव है, जिसमें डिवाइस पर चलने वाले सुरक्षित एप्लिकेशन को उस ओएस और हाइपरविजर पर भरोसा करना पड़ता है जिस पर वे चल रहे हैं। सुरक्षा का वर्तमान मॉडल इस तथ्य पर बनाया गया है कि सॉफ़्टवेयर के अधिक विशेषाधिकार प्राप्त स्तर निगरानी कर सकते हैं कम विशेषाधिकार प्राप्त सॉफ़्टवेयर स्तरों का निष्पादन, जो OS या हाइपरवाइज़र होने पर समस्याग्रस्त हो सकता है समझौता किया.
सीसीए इस समस्या को गतिशील रूप से "क्षेत्र" बनाकर कैसे ठीक करता है, जो सुरक्षित, कंटेनरीकृत निष्पादन वातावरण हैं जो ओएस या हाइपरवाइजर के लिए अपारदर्शी हैं। "क्षेत्रों" के भीतर के ऐप्स एक "क्षेत्र प्रबंधक" के प्रति अपनी विश्वसनीयता प्रमाणित कर सकते हैं, कोड जो हाइपरविजर के आकार का एक अंश है, जो अब संसाधन आवंटन और शेड्यूलिंग के लिए पूरी तरह से जिम्मेदार है। "क्षेत्रों" का उपयोग करने का लाभ यह है कि विश्वास की श्रृंखला कम हो जाती है, जिससे सुरक्षा की अनुमति मिलती है अंतर्निहित ओएस की परवाह किए बिना किसी भी डिवाइस पर चलने वाले एप्लिकेशन पारदर्शी होंगे सुरक्षा समस्याएं।
स्रोत: एआरएम. के जरिए: आनंदटेक.
के अनुसार आनंदटेक, एआरएम ने बिल्कुल विस्तार से नहीं बताया कि "क्षेत्रों" को ओएस और हाइपरवाइजर से कैसे अलग किया जाता है, लेकिन उन्होंने अनुमान लगाएं कि यह पृथक्करण हार्डवेयर-समर्थित पता स्थानों से उत्पन्न होता है जिनके साथ इंटरैक्ट नहीं किया जा सकता है एक दूसरे।
भविष्य के एआरएम सीपीयू और जीपीयू डिजाइन
हालाँकि यह सीधे तौर पर ARMv9 से संबंधित नहीं है, ARM ने भविष्य के v9-आधारित CPU डिज़ाइनों के लिए अपनी अनुमानित प्रदर्शन अपेक्षाएँ साझा कीं। मोबाइल आईपी कोर डिज़ाइन की अगली दो पीढ़ियों में, एआरएम को आईपीसी प्रदर्शन में कुल 30% लाभ की उम्मीद है। इसका मतलब है कि प्रदर्शन में वास्तविक पीढ़ीगत वृद्धि लगभग 14% है आनंदटेक समझाता है. जाहिर है, सुधार की गति कुछ धीमी हो गई है पिछले वर्षों की तुलना में.
हमने देखा है कि कैसे क्वालकॉम, सैमसंग और हुआवेई जैसी कंपनियों द्वारा सीपीयू कार्यान्वयन अपेक्षित प्रदर्शन अनुमानों तक नहीं पहुंचता है नए एआरएम कोर डिजाइनों की, एक तथ्य यह है कि एआरएम एक स्लाइड में बताता है कि मेमोरी पथ, कैश या आवृत्तियों में सुधार करके सीपीयू प्रदर्शन को कैसे बेहतर बनाया जा सकता है।
स्रोत: एआरएम. के जरिए: आनंदटेक.
फिर भी, ARMv9 प्रदर्शन, सुरक्षा और मशीन लर्निंग में स्वागत योग्य सुधार लाने का वादा करता है जब 2022 की शुरुआत में ISA पर आधारित नए CPU वाणिज्यिक उपकरणों में आएंगे।
जहां तक भविष्य के माली जीपीयू का सवाल है, एआरएम ने खुलासा किया है कि वह वेरिएबल रेट शेडिंग (वीआरएस) और रे ट्रेसिंग जैसी तकनीकों पर काम कर रहा है। ये सुविधाएँ हाई-एंड पीसी जीपीयू हार्डवेयर और नौवीं पीढ़ी के वीडियो गेम कंसोल जैसे के बीच लोकप्रिय हो गई हैं सोनी का प्लेस्टेशन 5 और माइक्रोसॉफ्ट की एक्सबॉक्स सीरीज एक्स/एस.
विशेष रुप से प्रदर्शित छवि क्रेडिट: एआरएम के माध्यम से आनंदटेक