Arm晶片累積出貨超1900億顆！全面計算戰略升級，連發4款GPU

芯東西（公眾號：aichip001）作者 | 高歌編輯 | 江心白

芯東西5月26日報道，今天，Arm高階副總裁兼終端裝置事業部總經理Paul Williamson就昨天推出的CPU、GPU及新的系統級IP等，與芯東西等多家媒體進行了深入的溝通與交流。

他在分享Cortex CPU、Mali GPU等更多技術細節和市場表現的同時，也圍繞Arm的全面計算戰略及生態展開了探討。此外，他也指出了有關Arm全面計算戰略的關鍵和Arm生態構建的成果。

一、2020年Q4 Arm晶片出貨73億顆，每秒出貨900顆

Arm的最新統計資料顯示，在2020年最後一個季度，基於Arm架構的晶片共出貨73億顆，創下出貨量歷史新高，相當於每秒全球出貨超過900顆、每日出貨7000萬顆晶片。

2020年，Arm晶片總出貨量達250億顆，較去年增長13%，累積晶片出貨量已超過1900億顆。

Paul提到，在過去幾年裡，基於Arm架構的大螢幕計算裝置已經在市場上取得了一些成績。在這過程中，Windows on Arm的生態不斷擴展，越來越多的安卓APP也開始基於Arm架構進行開發。

其中，視訊會議APP Zoom是Arm的關鍵合作伙伴，Zoom也將在幾周後釋出基於Arm架構的辦公自動化解決方案。

本次Arm推出的3款CPU設計分別是Cortex-X2、Cortex-A710和Cortex-A510，覆蓋了旗艦應用、高效能、高能耗等不同的應用場景。

1、Cortex-X2是Arm目前效能最強大的CPU。與相同工藝和頻率的X1相比，X2效能提升16%。而一臺基於Cortex-X2的膝上型電腦比起2020年市場主流的筆記本，其單執行緒效能可提升達40%。

除了智慧手機，Cortex-X2也可以應用於膝上型電腦中，使用場景比較豐富。

2、Cortex-A710則是首款基於Armv9架構的大核CPU。A710與上一代大核A78相比，提升了10%的效能和30%的能效，機器學習效能翻倍。

3、Cortex-A510是Arm過去四年來的首款高效率小核，與上一代相比，其效能提升35%，機器學習效能提升超過3倍。事實上，A510小核的效能已經接近上一代A73大核，適用於智慧手機、家用裝置和可穿戴裝置等多個場景。

這3款CPU都可以通過Arm的動態共享單元（DynamIQ Shared Unit）DSU-110配置結合在一起。目前，DSU-110支援最高16MB的L3快取，允許8個Cortex-X2叢集。

Paul稱，目前Arm的Cortex-A710已適配至32位。但2023年，Arm為了帶給使用者最好的體驗，其移動CPU將僅支援64位。

▲Arm CPU效能對比（來源：Arm）

二、Mali GPU連續5年出貨超10億，八成電視採用

GPU方面，Arm的資料顯示，2020年，Arm的Mali GPU出貨量超過十億顆，也是Mali GPU連續第五年出貨量超十億顆。

Paul強調稱，Mali GPU驅動了80%的電視和超過半數的智慧手機，而視覺體驗對於消費電子裝置來說至關重要，Arm也將繼續升級其GPU效能。

本次，Arm推出了4款GPU，分別是Mali-G710、Mali-G610、Mali-G510和Mali-G310。與CPU類似，4款GPU也分別針對不同的應用場景。

1、Mali-G710是本次Arm推出的旗艦GPU。相比於前一代產品，G710效能提升了20%，同時其機器學習效能提升35%。

2、Mali-G610 GPU將最新的技術引入了次旗艦市場，其使用者數量更加龐大，在兼顧經濟性的同時採用最新的技術更能。

3、Mali-G510 GPU則實現了效能和效率的平衡，預計將在數字電視、增強現實（AR）等領域中應用。相比G57 GPU，G510效能提升了100%，能耗則降低22%。

4、Arm也針對低成本裝置推出了Mali-G310。與本次推出的其他CPU相比，G310的面積成本最低，但G310在成本較低的裝置中配置了高質量圖形技術。相比於Mali-G31，G310提升了6倍的紋理化效能；在普通安卓系統的使用中，效能則提升了2倍。

最後，Arm也推出了CoreLink 700系統級IP。Paul稱，CoreLink 700擁有記憶體標籤擴展等功能，可以增加各個檔次裝置的頻寬並減少裝置時延。

▲Arm GPU效能對比（來源：Arm）

三、全面計算首次實現，重點提升裝置AI、安全、遊戲效能

此前，Arm推出了全面計算（Total Compute）策略，將原來的單個IP設計擴展到包含IP、軟體和開發工具等整個SoC系統的設計和優化。

全面計算基於三個關鍵原則：裝置的效能、效能的可及性與裝置的安全性。據Paul Williamson解釋，該策略能針對不同的市場應用打造出最佳的SoC。

對於開發人員來說，全面計算策略能幫助他們更容易去適應片上系統（SoC）的複雜性；對於合作伙伴而言，這種策略可以使他們獲得全部（硬體、軟體和開發工具等）的資源，也令開發流程變得更加容易。

如今，Arm首次實現了面向終端市場的全面計算解決方案，其核心為Cortex CPU、Mali GPU和CoreLink互聯絡統IP等，在遊戲體驗、人工智慧（AI）功能和安全性等3個方面都有所升級。

Paul認為，遊戲對真實性的不斷追求確實推動了消費電子裝置的效能。具體來說，遊戲在幀率、解析度和光照效果上，都對裝置效能發出了挑戰。Paul稱，在本次Arm釋出的全面計算解決方案中，CPU、GPU、系統級IP都將升級使用者的遊戲體驗。

在AI方面，當前市場也對AI功能提出了更多元化的要求。Paul強調，全面計算解決方案很好地整合了Arm 7款CPU、GPU的強大AI功能。

而從安全形度來說，Arm全面計算解決方案採用了多個安全技術。比如，Secure-EL2（安全的虛擬機器運行狀態）可以為受信任的服務提供安全隔離；Arm與谷歌共同設計的Memory Tagging Extension（記憶體標籤擴展）可以檢測記憶體安全；指針身份驗證（PAC）和分支目標標識符（BTI）則可以解決針對複雜軟體堆棧的面向返回（ROP）和麵向跳轉（JOP）的攻擊。

▲Arm新發布的CPU和GPU在AI效能上的提升（來源：Arm）

結語：Arm全面計算注重整體效能

Arm作為移動晶片設計巨頭，其CPU、GPU應用於智慧手機、筆記本、物聯網裝置等多個終端，被眾多行業頭部廠商認可。

本次，Arm將各類CPU、GPU、系統級IP等打包，注重方案整體效能，涉及硬體、軟體、開發工具等多個環節。這也體現了Arm對IP設計的理念和探索，有望成為未來晶片設計領域的新趨勢。