文︱郭紫文
(资料图)
图︱Arm
如今，算力已经成为数字经济时代的关键生产力。面向移动终端领域，尤其在3A游戏等市场，计算在很大程度上决定了消费者的日常使用体验。在Arm高级副总裁兼终端事业部总经理Paul Williamson看来，智能手机是视觉体验的核心，开发者亟需提高硬件性能，以便丰富和释放其创造力，从而满足愈加丰富的沉浸式3D视觉体验。
Arm在全面计算战略方面布局多年，专注于计算性能、开发者对性能的可及性以及平台安全性。“移动端是最大的游戏平台，该市场的增长有赖于移动设备的创新。”Paul表示，随着相关性能和需求增长，持续的性能表现成为游戏的关键指标。
从CPU、GPU和系统IP等多方面入手，Arm为提升性能指标进行了系统层面的全面优化和创新。此外，面向消费级设备，Arm推出了最新计算解决方案，为性能和高效计算制定了标准，持续突破移动市场界限，塑造未来的视觉体验。
GPU全面优化，性能与效率大幅提升15%
随着移动游戏的迅猛发展，视觉效果出色的3A游戏也要求底层硬件具备相互匹配的性能表现。在GPU方面，Arm拥有深厚的技术积淀，经过配置和增强为移动设备提供终极3D体验。Arm持续对其Mali系列GPU进行更新和升级，目前该系列GPU的出货量已超过80亿颗。
延续Mali系列GPU的优势，Arm推出了全新GPU——Immortalis-G715，以及Mali-G715和Mali-G615 GPU。与前代产品相比，最新的 Arm GPU 基于Arm Mali-G710 GPU构建，能效优化了15%，同时带来了15%的性能提升。
此外，Immortalis-G715可提供基于硬件的光线追踪功能，每个着色器核心里面拥有两个光线追踪硬件模块。其光线追踪单元仅占用了约4%的着色器核心面积，却实现了300%的显著性能提升。
据Paul介绍，这是Arm迄今为止性能及能效设计最强的GPU，可提供两倍的机器学习能力，实现更多智能应用和更出色的用户体验。从内核数量来看，Immortalis-G715的内核数量将达到或超过10核，Mali-G715只支持7至9个内核数量，Mali-G615最多仅支持6个内核。
此外，对于开发者而言，基于硬件的光线追踪可实现更高性能，更适用于渲染移动游戏的画面和特效。开发者可通过Vulkan标准API来实现对Immortalis GPU光线追踪的应用。
CPU架构升级，打造终极视觉体验
“对于全面计算，需要用一个性能高效的CPU集群来平衡GPU。”据Paul介绍，Arm于2021年推出了Armv9 CPU，今年又继续扩展CPU集群，推出了Armv9第二代CPU产品，包括Arm Cortex-X3、Arm Cortex-A715、升级版Arm Cortex-A510和DSU-110等。
其中，作为Arm Cortex-X系列第三代CPU IP，Arm Cortex-X3在前代产品的基础上，再度达到双位数的性能提升，助力移动设备和安卓设备实现终极性能。具体而言，Arm Cortex-X3 CPU较目前的安卓旗舰手机可带来25%的性能提升；而在笔记本电脑方面，此款CPU较主流笔记本电脑的单线程性能提升了34%。
另一款CPU产品Arm Cortex-A715则专注于高效性能，与Cortex-A710相比，前者性能提升了5%，能效提升了20%，达到了可媲美Cortex-X1性能的重要里程碑。此外，Arm还更新了两款重要IP，即增强了小核Cortex-A510，以提升效率，并改善了DSU-110的可扩展性，使核心数可扩展到12个。
“Cortex-X3与Cortex-A715相结合，可实现性能和效率的完美平衡。”据Paul介绍，Cortex-A715 CPU集群采用了基于大小核（big.LITTLE）的配置，这是目前全球消费级设备最常用的异构处理架构。而Cortex-X3则在微架构创新中不断优化基准和工作负载，峰值性能持续攀升。
专注系统层级优化，完善全面计算生态系统
在第二代Armv9 CPU和Immortalis系列、Mali系列GPU IP等产品，以及配置工具、软件生态系统、实体IP和通用标准等基础上，Arm推出了2022全面计算解决方案（TCS22），可满足不同级别的性能、效率和可扩展性要求，适用于各类消费级设备市场的专用处理需求。
在提升计算性能方面，Paul表示，64位的支持能力至关重要，中国计算生态系统和应用生态系统已经全面就绪64位，这意味着未来几年的旗舰级智能手机需保证为全64位设计，以确保为旗舰级市场提供最佳效率和最强的性能。
在开发者可及性方面，Arm IP产品持续关注机器学习性能的更新和提升。通过Arm计算库和Arm NN框架，无论在GPU矩阵乘法的改善，还是系统级优化和设计的缓存微调中，开发者都能够获取这些性能。
在安全性方面，Arm推出非对称内存标签扩展，将同步MTE和异步MTE相结合，同时将人脸解锁、面部识别等安全增强功能扩展至设备的可信执行环境中，保护系统免受额外的恶意攻击。
通过系统层级的优化，Arm全面计算解决方案提供了出色的性能体验。以游戏为例，Arm全面计算解决方案降低了23%的DRAM带宽，系统能耗也减少了16%，在不同工作负载中性能提升了28%，显著改善了缓存大小与游戏工作负载，同时提高了效率，延长了游戏续航时间。
