Arm確認(rèn)v9架構(gòu)不受美國出口管制，華為可獲授權(quán)！新架構(gòu)系10年來最大升級
資料來源：新智元、半導(dǎo)體行業(yè)觀察等
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Armv8架構(gòu)發(fā)布10年之后，終于迎來全新的Armv9架構(gòu)。Arm公司高管回應(yīng)：華為可獲授權(quán)，不受美國出口管制！
不知為何，3月的尾巴突然變成了科技圈最有意義的時段之一。除了小米造車10年大戰(zhàn)略正式啟航之外，芯片界也迎來新的“10年之約”。
昨日，Arm公司正式對外宣布推出全新的Armv9架構(gòu)，這是自2011年10月推出Armv8架構(gòu)近10年之后，Arm公司對其CPU架構(gòu)的首次重大調(diào)整。
Arm公司表示，“未來十年，合作伙伴的出貨量將超過3000億。未來5年將有1000億臺Arm設(shè)備出貨，按照目前的速度，100%的共享數(shù)據(jù)將在Arm芯片上處理，無論是在終端還是在云端?！?/span>
在過去的5年當(dāng)中，Arm公司通過將芯片指令集架構(gòu)授權(quán)給全球其他公司，已經(jīng)實現(xiàn)了累計出貨超過1000億顆基于Arm架構(gòu)的芯片。而Armv9架構(gòu)未來不僅要給接下來兩代芯片帶來30%的性能提升，還將作為未來3000億顆Arm芯片的基礎(chǔ)，是關(guān)乎下個十年計算機技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。
看到此處，想必大家應(yīng)該越發(fā)期待Armv9架構(gòu)的到來了吧。
但是，可能對國內(nèi)不少用戶來說，還有一個疑問縈繞心頭，那就是Armv9架構(gòu)到底會不會再次授權(quán)給華為公司呢？眾所周知，由于美國在5G、半導(dǎo)體上對華為一再打壓，此前曾有新聞報道Arm停止與華為的合作，雖然隨即Arm負(fù)責(zé)人就在接受媒體采訪時口頭予以積極回應(yīng)，稱新架構(gòu)依然可供華為使用，但不到最后仍不免引起國內(nèi)的擔(dān)憂。
Armv9兩大核心側(cè)重，承接3000億芯片市場
但是，十年以來Arm芯片架構(gòu)的版本卻一直停留在Armv8架構(gòu)，雖然基于v8架構(gòu)，Arm公司針對指令集架構(gòu)進行了各種更新和擴展，但畢竟沒有出現(xiàn)過跨代際的提升。
Arm市場營銷副總裁Ian Smythe表示，“新架構(gòu)將在未來十年內(nèi)改變我們進行計算的方式，我們將提供更高的性能，改善安全功能，并將增強工作負(fù)載功能，因為我們看到了正在發(fā)生的計算方面的轉(zhuǎn)變。”
Armv9架構(gòu)在兼容Armv8架構(gòu)的基礎(chǔ)上，雖然繼續(xù)使用AArch64作為基準(zhǔn)指令集，但在功能上增加了非常重要的擴展。全新Armv9架構(gòu)主要包括兩大核心側(cè)重：人工智能（AI）和安全。
人工智能
Arm預(yù)測顯示，2025年將有超過80億臺支持人工智能的語音輔助設(shè)備投入使用，90%或更多的設(shè)備應(yīng)用程序?qū)斯ぶ悄茉约盎谌斯ぶ悄艿慕缑妫缫曈X或語音。人工智能負(fù)載將變得無處不在，增強CPU的AI功能將變得十分緊迫。
為此，早在2016年，Arm便與富士通合作研發(fā)了可伸縮矢量擴展（SVE）技術(shù)，并首次在富士通的A64FX CPU內(nèi)核中實現(xiàn)，成為世界上最快超級計算機富岳（Fuhaku）的核心。
但是SVE也并非完美，這個新的可變向量長度SIMD指令集的首選迭代范圍相當(dāng)有限，而且更多的是針對HPC工作負(fù)載，缺少了許多通用性較強的指令，而這些指令仍然被NEON（指128位SIMD單指令多數(shù)據(jù)擴展結(jié)構(gòu)）所覆蓋。
為解決該問題，2019年4月，Arm升級更新了針對Armv架構(gòu)9的SVE2，將其作為Arm NEON技術(shù)之后新的基準(zhǔn)。SVE2主要應(yīng)用是為了加強高性能計算，使其在處理5G、虛擬現(xiàn)實（VR）/增強現(xiàn)實（AR）以及圖像和語音識別等機器學(xué)習(xí)（ML）工作負(fù)載時獲得更大的增益。
在接下來，Arm還將進一步擴展其人工智能技術(shù)能力，除了在Mali GPU和Ethos NPU中不斷增加AI的相關(guān)創(chuàng)新外，還將在CPU內(nèi)部的人工智能矩陣乘法中進行大幅增強。矩陣乘法指令（matrix multiplication instruction）是其自身作為Armv9 CPU一項基準(zhǔn)特性，被廣泛使用的重要步驟。
Arm高級副總裁、首席架構(gòu)師兼技術(shù)院士Richard Grisenthwaite表示，“機器學(xué)習(xí)可能會出現(xiàn)在所有事物中，可能在CPU中完成，也可能在專用處理器、神經(jīng)處理器中完成。因此，如何讓這些不同的組件更好地進行機器學(xué)習(xí)是很重要的事情。”
安全性
在解決全球數(shù)據(jù)面臨的最大挑戰(zhàn)——安全方面，Arm公司希望在Armv9中通過全新的機密計算架構(gòu)（Confidential Compute Architecture，CAA）來解決，它通過在基于硬件的安全運行環(huán)境來執(zhí)行計算，保護部分代碼和數(shù)據(jù)在使用時免于被存取或修改，甚至不受特權(quán)軟件的影響。
Arm CCA引入了一種新的概念——動態(tài)創(chuàng)建的Realms，它可以被視為對操作系統(tǒng)或虛擬機管理程序（Hypervisor）完全不透明的安全軟件容器，以某種方式隔離代碼，但有硬件支持。比如，在業(yè)務(wù)應(yīng)用程序中，當(dāng)商業(yè)敏感數(shù)據(jù)和代碼處于使用、休息和傳輸狀態(tài)時，Realms可以保護它們不受系統(tǒng)其他部分的影響。
Realms將由Realm manager來管理，后者的代碼量大約是虛擬機管理程序的十分之一。此外，Arm還引入了內(nèi)存標(biāo)簽（Memory Tagging）擴展，同樣有助于消除安全問題。
Richard Grisenthwaite表示，Arm機密計算架構(gòu)所做的事情是令人擔(dān)憂的，因為所有的計算都是在操作系統(tǒng)和管理程序的計算基礎(chǔ)架構(gòu)上運行，它的代碼非常復(fù)雜，一旦出現(xiàn)問題，很可能會引起連鎖反應(yīng)，因此，我們正在移除一些工作負(fù)載，讓它在盡量小的代碼段上運行，只有Realm Manager才能真正在運行中查看到數(shù)據(jù)。
強烈關(guān)注，能否授權(quán)華為
眾所周知，Arm公司的運營模式是通過指令集架構(gòu)授權(quán)的方式，讓全球主要客戶可以基于Arm架構(gòu)設(shè)計芯片，這其中也包括了華為。目前，華為已經(jīng)發(fā)布了基于Arm服務(wù)器芯片的鯤鵬920，以及基于該處理器的三款泰山服務(wù)器，另外包括麒麟芯片，以及攝像頭和路由器中使用的芯片，也都基于Arm架構(gòu)研發(fā)。
然而，2019年，美國將華為列入實體清單的行為導(dǎo)致Arm公司與華為之間的合作無奈擱淺，一時間Arm斷供華為也成了外界討論的談資。業(yè)內(nèi)人士紛紛猜測，華為雖然擁有Armv8永久架構(gòu)授權(quán)，后續(xù)可以完全基于Armv8架構(gòu)研發(fā)芯片，但是卻無法再獲得Arm未來推出新的指令集架構(gòu)授權(quán)，包括新的Mali系列GPU和多媒體IP授權(quán)等。
而去年8月，美國芯片巨頭英偉達收購Arm的消息，又讓華為繼續(xù)獲取Arm授權(quán)的可能性蒙上了一層陰影。要知道，去年基于Arm架構(gòu)的芯片輸出達到了全球82%，即使強如華為，也幾乎很難繞開Arm再辟路徑，而美國企業(yè)或美國技術(shù)正是卡脖子的原因。如果Arm公司被英偉達成功收購，且不談英偉達是否在技術(shù)上還能保持中立，至少美國政府在打壓華為的籌碼上又會再加一分。
雖然在美國禁令發(fā)出后，Arm公司發(fā)言人表示，Arm公司的v8和v9架構(gòu)都是來自于英國的技術(shù)，并不會違反美國政府封鎖華為的禁令。但這依舊讓國內(nèi)倍感擔(dān)憂。
不過值得慶幸的是，昨天發(fā)布會后，Richard Grisenthwaite在接受中國媒體采訪時明確表示，“Arm既有源于美國的IP，也有非源于美國的IP。經(jīng)過全面審查后，Arm確定全新Armv9架構(gòu)不受美國出口管制（EAR）的約束。Arm已經(jīng)將此通知給美國政府相關(guān)部門，并繼續(xù)遵守美國商務(wù)部針對華為及其附屬公司海思的指導(dǎo)方針?！?/strong>
資料來源
Arm會后訪談、PPT
1.《剛剛，Arm確認(rèn)，V9架構(gòu)不受美國出口管制約束》，半導(dǎo)體行業(yè)觀察
2.《10年重大更新！對決英特爾，ARM v9架構(gòu)正式發(fā)布，華為海思還有使用權(quán)嗎？》，新智元
3.《ARM公布全新Armv9架構(gòu)：10年最大更新、未來裝備3000億顆芯片》，機器之心
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