ARM'in komut seti mimarisine on yıl içinde yaptığı en büyük revizyon, yerleşik SVE2 ve diğer güvenlik özellikleriyle birlikte ARMv9 ile karşınızda.
ARM, bugün erken saatlerde Vizyon Günü etkinliğinin bir parçası olarak, şirketin bu on yılda 300 milyardan fazla çipte kullanılmasını beklediği yeni ARMv9 mimarisiyle ilgili bazı ayrıntıları açıkladı.
ARM'nin ISA'sındaki son büyük revizyon, Ekim 2011'de 64 bit AArch64 talimat seti ile tanıtılan v8'di. Ancak ARM, yıllar içinde ARMv8.5'teki Bellek Etiketleme gibi yeni özelliklerle ARMv8'i genişletti. ARMv9 ile şirket AArch64'ü temel talimat seti olarak kullanmaya devam etmekle birlikte, güvenliği artırmayı amaçlayan yeni özelliklerle genişletti ve verim.
ARM'e göre ARMv9-A mimarisinin başlıca yeni özellikleri şunlardır:
- SVE2: ölçeklenebilir vektörlerin avantajını daha birçok kullanım örneğine yaymak
- Bölge Yönetimi Uzantısı (RME): Arm platformlarında Gizli Bilgi İşlemin tüm geliştiricilere genişletilmesi.
- Rüşvet: Otomatik FDO gibi profil oluşturma bilgilerinin sağlanması
- Gömülü İzleme Uzantısı (ETE) Ve İzleme Arabelleği Uzantısı (TRBE): Armv9 için geliştirilmiş izleme yetenekleri
- TME: Arm mimarisi için donanım işlemsel bellek desteği
ARMv9 ile gelen üst düzey değişikliklere daha derinlemesine bakmak için Andrei Frumusanu'nun raporunu şu adreste okumanızı tavsiye ederim: AnandTech, ancak bilmeniz gereken önemli değişikliklerin bir özetini sunacağım.
NEON'un yerini SVE2 aldı
NEON, gelişmiş bir tek talimatlı çoklu veri (SIMD) mimarisi uzantısıdır. SIMD burada birden fazla veri öğesi üzerinde paralel olarak çalışan tek bir talimatı ifade eder. Bu veri öğeleri, bit vektörlerini tutan kayıtlar halinde düzenlenir.
Ölçeklenebilir Vektör Uzantıları veya SVE, vektör işlemeyi genişleten ARMv8.2 veya üzerinin bir uzantısıdır AArch64'ün yüksek performanslı bilgi işlem (HPC) görevlerinin ve makinelerin bilgi işlem gereksinimlerini karşılama yeteneği öğrenme. Daha da önemlisi, 128 ila 2048 bit arasındaki vektör kayıt uzunluklarına da izin verir. Yazılım geliştirme açısından bakıldığında, değişken vektör kayıt uzunluğunun avantajı, daha uzun vektör kayıtlarına sahip gelecekteki CPU'lardan tam olarak yararlanmak için kodun yalnızca bir kez derlenmesinin gerekli olmasıdır. Benzer şekilde bu kod, IoT cihazlarındakiler gibi daha az SIMD yürütme hattına sahip CPU'larda da çalıştırılabilir.
SVE daha çok HPC iş yüklerini hedef aldığından ve NEON kadar çok yönlü bir talimat seti olmadığından ARM, bu sorunları çözmek için 2019'un başlarında SVE2'yi piyasaya sürdü. SVE2, hâlâ NEON'a dayalı olan DSP iş yüklerini hedefleyen yeni talimatlar ekledi. Artık ARMv9 ile SVE2, ARMv9 CPU'ların temel özelliği olarak NEON'un yerini alıyor.
Makine öğrenimi iyileştirmeleri
ARM, makine öğrenimi iş yüklerinin önümüzdeki on yılda giderek daha popüler hale geleceğini öngörüyor; bu nedenle ARMv8'in önceki revizyonları yeni matris çarpım talimatlarını tanıttı. Bunlar ARMv9 CPU'ların temel özellikleri olacak ve daha küçük kapsamlı makine öğrenimi iş yüklerinin özel hızlandırıcılar yerine doğrudan CPU üzerinde çalıştırılmasına olanak sağlayacak. Açıkçası, hızlı performans veya güç verimliliği tercih edildiğinde ML iş yüklerinin özel hızlandırıcılarda çalıştırılması arzu edilir, ancak bunu tüm donanımlarda yapmak her zaman mümkün değildir.
ARMv9'un Gizli Bilgi İşlem Mimarisi
ARMv9, güvenliği artırmak amacıyla yeni bir Gizli Bilgi İşlem Mimarisi (CCA) sunar. Gibi AnandTech ARM'in CCA'sının, bir cihazda çalışan güvenli uygulamaların üzerinde çalıştıkları işletim sistemine ve hipervizöre güvenmek zorunda olduğu mevcut yazılım yığını durumundan bir uzaklaşma olduğunu açıklıyor. Mevcut güvenlik modeli, daha ayrıcalıklı yazılım katmanlarının verileri izleyebileceği gerçeği üzerine inşa edilmiştir. İşletim sistemi veya hipervizör çalıştırıldığında sorunlu olabilecek daha az ayrıcalıklı yazılım katmanlarının yürütülmesi sınırlı.
CCA bu sorunu, işletim sistemi veya hipervizöre karşı opak, güvenli, kapsayıcıya alınmış yürütme ortamları olan "bölgeler"i dinamik olarak oluşturarak çözer. "Bölgeler" içindeki uygulamalar, bir hipervizörün boyutunun küçük bir kısmı olan ve artık yalnızca kaynak tahsisi ve planlamadan sorumlu olan bir "bölge yöneticisine" güvenilirliklerini kanıtlayabilir. "Alemleri" kullanmanın yararı, güven zincirinin azaltılması ve güvenli erişime izin verilmesidir. Temel işletim sistemine bakılmaksızın herhangi bir cihazda çalıştırılacak uygulamalar şeffaf olacak güvenlik sorunları.
Kaynak: ARM. Aracılığıyla: AnandTech.
Buna göre AnandTechARM, "bölgelerin" işletim sistemi ve hipervizörden nasıl ayrıldığını tam olarak detaylandırmadı, ancak Bu ayrımın, etkileşime giremeyen donanım destekli adres alanlarından kaynaklandığını tahmin ediyoruz. birbirine göre.
Gelecekteki ARM CPU ve GPU tasarımları
ARMv9 ile doğrudan ilgili olmasa da ARM, gelecekteki v9 tabanlı CPU tasarımları için öngörülen performans beklentilerini paylaştı. ARM, gelecek iki nesil mobil IP çekirdek tasarımında IPC performansında toplam %30 artış bekliyor. Bu, performanstaki gerçek nesil artışının %14 civarında olduğu anlamına geliyor. AnandTech açıklıyor. Açıkçası, iyileşme hızı bir miktar yavaşladı önceki yıllarla karşılaştırıldığında.
Qualcomm, Samsung ve Huawei gibi şirketlerin CPU uygulamalarının beklenen performans tahminlerine ulaşamadığını gördük. yeni ARM çekirdek tasarımlarıARM'nin, bellek yolunu, önbellekleri veya frekansları iyileştirerek CPU performansının nasıl iyileştirilebileceğini ayrıntılarıyla anlatan bir slaytta işaret ettiği bir gerçek.
Kaynak: ARM. Aracılığıyla: AnandTech.
Yine de ARMv9, 2022'nin başlarında ticari cihazlara ISA tabanlı yeni CPU'lar gönderildiğinde performans, güvenlik ve makine öğreniminde hoş iyileştirmeler getirmeyi vaat ediyor.
ARM, gelecekteki Mali GPU'lar için değişken oranlı gölgeleme (VRS) ve ışın izleme gibi teknolojiler üzerinde çalıştığını açıkladı. Bu özellikler, ileri teknoloji PC GPU donanımı ve dokuzuncu nesil video oyun konsolları arasında popüler hale geldi. Sony'nin PlayStation 5'i Ve Microsoft'un Xbox Series X/S'si.
Öne çıkan görseller: ARM aracılığıyla AnandTech