У ARM готова новая процессорная архитектура с взрывным потенциалом роста производительности

Первая архитектура ARM за 10 лет

Компания ARM разработала новую процессорную архитектуру следующего поколения, получившую название ARMv9. Она появилась спустя почти 10 лет с момента выпуска ARMv8 (октябрь 2011 г.) и, по заверениям разработчиков, сохранила полную совместимость с ней.

К основным преимуществам своей новой архитектуры ARM относит ее ориентированность на безопасность и использование в составе технологий искусственного интеллекта (ИИ). «Поскольку мы смотрим в будущее, которое будет определять ИИ, мы обязаны заложить фундамент передовых вычислений для решения грядущих проблем. ARMv9 – это и есть решение, и оно будет в авангарде следующих 300 млрд чипов на базе ARM, обусловленных спросом на повсеместную специализированную, безопасную и мощную обработку данных, базирующуюся на экономике, свободе проектирования и доступности универсальных вычислений», – заявил гендиректор ARM Саймон Сегарс (Simon Segars).

В дополнение к этому ARMv9 может обеспечить значительный прирост скорости вычислений новых процессоров в сравнении с теми, что построены на ARMv8. В компании уверены, что в следующих двух поколениях ARM-процессоров производительность подскочит на 30%, в том числе и за счет улучшенной методологии проектирования ARM Total Compute.

ARM уверена, что на новой архитектуре выйдет больше процессоров, было произведено на первых восьми ревизиях в сумме
Сроки появления первых процессоров на базе ARMv9 в компании не уточняют.

Как ARM улучшит ИИ и безопасность

За ускорение работы алгоритмов искусственного интеллекта в ARMv9 отвечает второе поколение технологии Scalable Vector Extension (SVE), которую ARM разработала совместно с японской компанией Fujitsu. Она способна обеспечить расширенные возможности машинного обучения (machine learning) и цифровой обработки сигналов (digital signal processing), применяющиеся широком наборе приложений.

Технология SVE в настоящее время доказала свою эффективность. Ее первая ревизия используется прямо сейчас в японском суперкомпьютере Fugaku производства Fujitsu – он занимает первое место в рейтинге суперкомпьютеров Top500 за ноябрь 2020 г. (следующий будет опубликован в июне 2021г. ) и значительно отрывается от ближайшего преследователя. Его производительность превышает 442 ПФЛОПС, а у IBM Summit, занявшего второе место, она едва достигает 148,6 ПФЛОПС.

Обеспечение безопасности данных – это задача для новой архитектуры конфиденциальных вычислений в составе ARMv9 (Confidential Compute Architecture, CCA). Она позволяет защищать информацию и определенные части кода и от доступа к ним или их модификации во время использования путем выполнения вычислений с ними в специальной аппаратной защищенной среде.

Пример использования Realms

CCA позволяет проводить необходимые вычисления с использованием конфиденциальных в защищенных динамически создаваемых областях, которые сама ARM называет Realms.

История успеха ARM

Компания ARM была основана в 1990 г. как совместное предприятие компаний Apple, VLSI Technology и Acorn Computers – разработчика ARM-архитектуры как таковой. Название ARM расшифровывается как Advanced RISC Machines, но иногда встречается и расшифровка Acorn RISC Machines.

Acorn представила первую версию архитектуры ARM, получившую впоследствии индекс v1, в октябре 1983 г., а спустя еще три года, в 1986 г., свет увидела ARMv2. Компания ARM после своего основания представила в 1990 г. ARMv4.

Все версии ARM-архитектуры, вплоть до ARMv7 включительно, были 32-битными. Переход на 64 бит состоялся с релизом ряда ревизий ARMv8.

ARM работает над своей архитектурой больше 20 лет

В период с 1997 по 2017 г. в мире было выпущено в общей сложности в пределах 120 млрд ARM-чипов, притом на протяжении этих 20 лет их количество постоянно увеличивалось. Так, если в 2004 г. их было произведено около 1,3 млрд, то в 2013 г. – уже 10 млрд, а в 2017 г. – 21,3 млрд.

За последние пять лет, с 2016 по 2020 гг. включительно, было отгружено 100 млрд ARM-процессоров. По прогнозам Саймона Сегарса, ARMv9 станет основой для еще 300 млрд чипов, но глава ARM не уточняет, в течение какого времени они будут произведены.

В сентябре 2020 г. стало известно о грядущем переходе британской ARM в собственность американской Nvidia. Стороны пришли к соглашению, и сумма сделки должна составить $40 млрд, но против нее выступили как бизнесмены, так и политики.

Еще в начале августа 2020 г., когда появились первые подробности о грядущем поглощении, свое мнение по этому вопросу высказал соучредитель ARM – британский бизнесмен Герман Хаузер (Hermann Hauser). Он заявил тогда, что Nvidia – не самый подходящий владелец для ARM, и добавил, что такая сделка неминуемо приведет к катастрофе в отрасли.

В октябре 2020 г. Хаузер отправил в правительство Британии письмо с просьбой запретить эту сделку. Он считает, что после нее Nvidia станет очередным американским ИТ-монополистом, и что передачу крупной технологической компании другой стране можно считать вопросом национальной безопасности.

Месяцем ранее, в середине сентября 2020 г. члены Unite, крупнейшего британского профсоюза, тоже возмутились продажей ARM американской Nvidia. Они считают, что это может привести к закрытию тысяч рабочих мест в стране. Их мнение разделяют крупные британские политики, в том числе Эдвард Милибэнд (Edward Miliband), теневой министр предпринимательства, энергетики и промышленности страны и Даниэль Зайхнер (Daniel Zeichner), член парламента страны от Кембриджа.