芯片能效提升放緩？ARM用三款I(lǐng)P說No

（魏德齡/文）眾所周知，手機(jī)市場的需求正在下降，用戶的換機(jī)周期正在增長，一些評(píng)測機(jī)構(gòu)也發(fā)現(xiàn)，各家旗艦手機(jī)的芯片在單核、多核的性能提升上也正在放緩，這是否意味著芯片的能效提升放緩？曾經(jīng)表示以每年能效提升30%為目標(biāo)的Arm卻在上周一口氣發(fā)布三款I(lǐng)P，向放緩說No。

從系統(tǒng)角度不斷提升

對(duì)于每年能效提升30%來更新自身產(chǎn)品的目標(biāo)，Arm市場營銷副總裁Ian Smythe表示計(jì)算實(shí)際上分不同的層次，Arm會(huì)從系統(tǒng)的角度來做各種提升，不斷優(yōu)化整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)所有相關(guān)的IP。

也就是說，上周Arm推出NPU、GPU、DPU的新品實(shí)際上就是在從各個(gè)角度來為整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行提升。Arm資深產(chǎn)品經(jīng)理Sinan Yalcin就表示，如果把一些工作從GPU卸載到DPU上做，就能降低總體的系統(tǒng)能耗。實(shí)際上，當(dāng)GPU在做一個(gè)圖形處理的任務(wù)的時(shí)候，它會(huì)多次訪問內(nèi)存。但如果用DPU，使用專用的處理器做同樣的圖形處理的任務(wù)，它就會(huì)在完成任務(wù)后直接把數(shù)據(jù)發(fā)給GPU，這個(gè)時(shí)候GPU就無須再去訪問內(nèi)存，也就是把GPU的一些負(fù)載放到DPU上。這樣一個(gè)單向的操作就能夠節(jié)約能耗和帶寬。

Arm公司的“工程師文化”也正是希望不斷推動(dòng)能效的提升，相關(guān)設(shè)計(jì)也都是從系統(tǒng)級(jí)別來看如何更好地降低功耗，減少芯片面積，提高效率，優(yōu)化總體設(shè)計(jì)。上周發(fā)布的三款I(lǐng)P恰恰在能效上均有不同的提升，也為更多設(shè)備帶來了更強(qiáng)大的AI算力、圖像處理能力及顯示能力，同時(shí)這一套全新的IP，設(shè)計(jì)時(shí)就考慮到解決方案，并吻合Arm全面運(yùn)算(Total Compute)的初衷，以確保它們確實(shí)是實(shí)際體驗(yàn)驅(qū)動(dòng)，同時(shí)針對(duì)解決未來工作負(fù)荷的復(fù)雜運(yùn)算挑戰(zhàn)進(jìn)行優(yōu)化。

性能提升200%的Ethos-N57/N37

Ethos-N57/N37，相對(duì)已經(jīng)發(fā)布的定位高端設(shè)備的Ethos-N77，Ethos-N57定位主流市場，實(shí)現(xiàn)了性能、成本以及功耗的均衡，Ethos-N37則針對(duì)低端市場。不過，這兩款產(chǎn)品均采用了與Ethos-N77相同的核心架構(gòu)，均針對(duì)Int8與Int16數(shù)據(jù)類型的支持性進(jìn)行優(yōu)化，通過先進(jìn)的數(shù)據(jù)管理技術(shù)以減少數(shù)據(jù)的移動(dòng)與相關(guān)的耗電，同時(shí)通過如創(chuàng)新的Winograd技術(shù)的落地，使性能比其他NPU提升超過200%。

Arm Ethos產(chǎn)品組合旨在解決AI與ML復(fù)雜運(yùn)算的挑戰(zhàn)，以便為日常生活設(shè)備創(chuàng)造更為個(gè)性化與沉浸式的體驗(yàn)。由于消費(fèi)者的設(shè)備越來越智能化，通過專屬的ML處理器提供額外的AI性能與效率，是非常有必要的。全新的Ethos 對(duì)成本與電池壽命最為敏感的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，NPU可以為日常生活設(shè)備帶來優(yōu)質(zhì)的AI體驗(yàn)。

對(duì)于通用型NPU的優(yōu)勢，Arm ML事業(yè)群商業(yè)與營銷副總裁Dennis Laudick透露，不少合作伙伴都向Arm表示，他們并不希望支持五花八門的處理器，他們希望硬件標(biāo)準(zhǔn)化。Arm正是首先根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)里的伙伴各種各樣的需求為他們提供了各種硬件、IP的選擇，同時(shí)也給他們提供軟件和工具的支持。

能效比提升30%的Mali-G57

Mali-G57是Arm首款針對(duì)主流市場基于Valhall架構(gòu)的GPU，性能是前一代產(chǎn)品（Arm Mali-G52）的1.3倍。據(jù)悉，Valhall架構(gòu)的兩大設(shè)計(jì)宗旨為：首先，把并行的最小線程數(shù)量做得越來越大，使架構(gòu)越來越寬的；其次盡量簡化，從編譯的角度來說做得更加的友好。

Mali-G57也同樣將能效比提升30%，在性能密集度上也提升了30%，Ian Smythe表示該GPU可以以很好的畫面質(zhì)量來運(yùn)行每秒60幀的游戲。同樣，如上文所提到的通過針對(duì)同的產(chǎn)品系列以及產(chǎn)品系列內(nèi)部去不斷地提高GPU的ML和人工智能芯片的性能，Mali-G57可使ML性能提升60%。

Mali-G57可將優(yōu)質(zhì)的智能與沉浸式體驗(yàn)帶到主流市場，包括高保真游戲、媲美電玩主機(jī)的移動(dòng)設(shè)備圖型效果、DTV的4K/8K用戶接口，以及更為復(fù)雜的虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的負(fù)荷。這是移動(dòng)市場劃分中最大的一部分，而Arm最近與Unity的發(fā)布強(qiáng)調(diào)其基于Arm IP的片上系統(tǒng)(SoC)，CPU， GPU進(jìn)一步的性能優(yōu)化的努力，它可以讓開發(fā)人員有更多的時(shí)間創(chuàng)造出全新的沉浸式內(nèi)容。

系統(tǒng)電力最高可節(jié)省30%的Mali-D37

Mali-D37是首款面向主流和入門級(jí)別市場的DPU產(chǎn)品，最重要的特點(diǎn)是在支持全高清（Full HD）與2K分辨率的組態(tài)下，16納米制程的面積小于1平方毫米。同時(shí)，通過減少GPU核心顯示工作以及包括MMU-600等內(nèi)存管理功能，系統(tǒng)電力最高可節(jié)省30%。

由于Mali-D37是一個(gè)在最小的可能面積上包含豐富顯示與性能的DPU。對(duì)于終端用戶而言，這意味著當(dāng)面積成為首要考慮，在例如入門級(jí)智能手機(jī)、平板電腦與分辨率在2k以內(nèi)的小顯示屏等成本較低的設(shè)備上，會(huì)有更佳的視覺效果與性能。

于此同時(shí)，Arm還與Unity引擎進(jìn)行合作，目標(biāo)在自己的原生開發(fā)環(huán)境中，Unity的開發(fā)人員可以方便地訪問所有Arm的性能，從而讓Unity開發(fā)人員能跨Arm的CPU、GPU和NPU獲得最佳性能。