АРМ-ова највећа ревизија архитектуре скупа инструкција у последњих десет година је овде - АРМв9 - са СВЕ2 уграђеним и другим безбедносним карактеристикама.
Раније данас, у оквиру свог догађаја Висион Даи, АРМ је открио неке детаље о својој новој АРМв9 архитектури, за коју компанија очекује да ће се ове деценије користити у преко 300 милијарди чипова.
Последња велика ревизија АРМ-овог ИСА била је в8, која је представљена у октобру 2011. са 64-битним скупом инструкција ААрцх64. Међутим, АРМ је током година проширио АРМв8 новим функцијама као што је означавање меморије у АРМв8.5. Са АРМв9, компанија је наставља да користи ААрцх64 као основни скуп инструкција, али га је проширио новим функцијама које имају за циљ да побољшају безбедност и перформансе.
Према АРМ-у, ево главних нових карактеристика АРМв9-А архитектуре:
- СВЕ2: проширење предности скалабилних вектора на много више случајева употребе
- Проширење управљања доменом (РМЕ): проширење Цонфидентиал Цомпуте он Арм платформе на све програмере.
- БРБЕ: пружање информација о профилисању, као што је Ауто ФДО
- Уграђено проширење праћења (ЕТЕ) и Проширење бафера праћења (ТРБЕ): побољшане могућности праћења за Армв9
- ТМЕ: подршка за хардверску трансакциону меморију за архитектуру Арм
За дубље уроњење у промене на високом нивоу које долазе са АРМв9, препоручујем да прочитате извештаје Андреја Фрумусануа на АнандТецх, али ћу вам дати резиме кључних промена којих би требало да будете свесни.
НЕОН је наследио СВЕ2
НЕОН је напредно проширење архитектуре са једном инструкцијом са више података (СИМД). СИМД се овде односи на једну инструкцију која паралелно ради на више ставки података. Ове ставке података су организоване у регистре који садрже векторе битова.
Сцалабле Вецтор Ектенсионс, или СВЕ, је проширење за АРМв8.2 или новији који проширује векторску обраду способност ААрцх64 да одговори на рачунарске захтеве рачунарских задатака високих перформанси (ХПЦ) и машина учење. Важно је да такође дозвољава дужине векторских регистара између 128 и 2048 бита. Са становишта развоја софтвера, предност променљиве дужине векторског регистра је у томе што код треба да се компајлира само једном да би се у потпуности искористили будући ЦПУ-и са дужим векторским регистрима. Слично томе, тај код се такође може покренути на ЦПУ-има са мање цевовода за извршавање СИМД-а, као што су они у ИоТ уређајима.
Пошто је СВЕ био више усмерен на ХПЦ радна оптерећења и такође није био тако свестран скуп инструкција као НЕОН, АРМ је увео СВЕ2 почетком 2019. да би решио ове проблеме. СВЕ2 је додао нова упутства за ДСП радна оптерећења која се и даље ослањају на НЕОН. Сада са АРМв9, СВЕ2 је наследио НЕОН као основна карактеристика АРМв9 ЦПУ-а.
Побољшања машинског учења
АРМ види да радно оптерећење машинског учења постаје све популарније у наредној деценији, због чега претходне ревизије АРМв8 увео нове инструкције за множење матрица. Ово ће бити основне карактеристике АРМв9 ЦПУ-а, омогућавајући мањи обим МЛ радних оптерећења да се покрећу директно на ЦПУ-у, а не на наменским акцелераторима. Очигледно, покретање МЛ радних оптерећења на наменским акцелераторима је пожељно када неко преферира брзе перформансе или енергетску ефикасност, али то није увек могуће учинити на свим хардверима.
Поверљива рачунарска архитектура АРМв9
У настојању да побољша безбедност, АРМв9 уводи нову архитектуру поверљивих рачунара (ЦЦА). Као АнандТецх објашњава, АРМ-ов ЦЦА је одмак од тренутне ситуације софтверског стека у којој безбедне апликације које раде на уређају морају да верују ОС и хипервизору на којима раде. Тренутни модел безбедности је изграђен на чињеници да више привилегованих нивоа софтвера може да надгледа извршавање мање привилегованих софтверских нивоа, што може бити проблематично када су ОС или хипервизор компромитован.
Начин на који ЦЦА решава овај проблем је динамичким креирањем „реалмс“, који су безбедна, контејнеризована окружења за извршавање која су непрозирна за ОС или хипервизор. Апликације унутар „реалмс“ могу потврдити своју поузданост „менаџеру домена“, коду који је само делић величине хипервизора, који је сада искључиво одговоран за алокацију ресурса и заказивање. Предност коришћења „реалмс” је што је ланац поверења смањен, омогућавајући сигурност апликације које ће се покретати на било ком уређају без обзира на основни ОС који ће бити транспарентан безбедносна питања.
Извор: АРМ. преко: АнандТецх.
Према АнандТецх, АРМ није детаљно навео како су „реалмс“ одвојени од ОС-а и хипервизора, али спекулише да ово раздвајање потиче од хардверски подржаних адресних простора који не могу да ступе у интеракцију један другог.
Будући АРМ ЦПУ и ГПУ дизајни
Иако није директно повезан са АРМв9, АРМ је поделио своја пројектована очекивања перформанси за будуће дизајне процесора заснованих на в9. Током наредне две генерације дизајна мобилних ИП језгара, АРМ очекује повећање од 30% у ИПЦ перформансама. То значи да стварни генерацијски пораст перформанси износи око 14%. АнандТецх објашњава. Јасно је да је стопа побољшања донекле успорила у односу на претходне године.
Видели смо како имплементације ЦПУ-а од стране компанија као што су Куалцомм, Самсунг и Хуавеи не достижу очекиване пројекције перформанси нових дизајна АРМ језгара, чињеница коју АРМ истиче на слајду који детаљно описује како се перформансе ЦПУ-а могу побољшати побољшањем меморијске путање, кеша или фреквенција.
Извор: АРМ. преко: АнандТецх.
Ипак, АРМв9 обећава да ће донети добродошла побољшања перформанси, безбедности и машинског учења када нови ЦПУ засновани на ИСА-и буду испоручени у комерцијалне уређаје почетком 2022.
Што се тиче будућих Мали ГПУ-ова, АРМ је открио да ради на технологијама као што су сенчење променљиве брзине (ВРС) и праћење зрака. Ове карактеристике су постале популарне међу врхунским ПЦ ГПУ хардвером и деветом генерацијом конзола за видео игре као што је Сони ПлаиСтатион 5 и Мицрософт Ксбок Сериес Кс/С.
Истакнуте слике: АРМ преко АнандТецх