過去四年中,計算領(lǐng)域發(fā)生了令人驚嘆的發(fā)展。以ARM為例,在已經(jīng)出貨的1000億顆基于ARM的芯片中,有500億顆是由ARM的合作伙伴在2013年到2017年間完成出貨的。“這個數(shù)字充分反映了整個行業(yè)目前對于更多計算的需求。”ARM副總裁暨計算產(chǎn)品事業(yè)部總經(jīng)理Nandan Nayampally說,ARM的成功緣于良好的生態(tài)系統(tǒng)和自身架構(gòu)的高拓展性,能夠覆蓋從傳感器到服務(wù)器的廣泛應(yīng)用,他們將其稱之為全面計算(Total Computing)。
Nandan Nayampally預(yù)計其合作伙伴將在2021年完成下一個1000億顆基于ARM的芯片出貨,在很大程度上這將歸功于人工智能在人們?nèi)粘I钪械膹V泛應(yīng)用。“未來,人工智能將無處不在,數(shù)據(jù)處理能力不能完全依賴于云端,設(shè)備本身也要具有人工智能的計算能力,功耗還要更低。”為此,ARM在big.LITTLE技術(shù)基礎(chǔ)之上,推出了全新的DynamIQ技術(shù)。
與其將DynamIQ稱之為一種技術(shù),倒不如將其稱之為“微架構(gòu)”。ARM對DynamIQ給出的官方定義是:作為未來ARM Cortex-A系列處理器的基礎(chǔ),DynamIQ代表了多核處理設(shè)計行業(yè)的轉(zhuǎn)折點,其靈活多樣性將重新定義更多類別設(shè)備的多核體驗,覆蓋從端到云的安全、通用平臺。該技術(shù)未來將被廣泛應(yīng)用于汽車、家庭以及各種互聯(lián)設(shè)備中,這些設(shè)備所產(chǎn)生的以澤字節(jié)(ZB,一澤字節(jié)大約等于1萬億GB)為計算單位的數(shù)據(jù),會在云端或者設(shè)備端被用于機器學(xué)習(xí),以實現(xiàn)更先進的人工智能,從而帶來更自然、更直觀的用戶體驗。
2005年,ARM在業(yè)界推出了革新式的產(chǎn)品—多核ARM11,第一次實現(xiàn)了在單一群集中支持四個內(nèi)核用于嵌入式系統(tǒng);6年后,big.LITTLE技術(shù)問世,為主要計算設(shè)備的多
核特性帶來了革新。但它的弊端在于不能夠?qū)我挥嬎慵荷系拇笮『诉M行配置,例如就無法實現(xiàn)1+3或者1+7的SoC設(shè)計配置,這對異構(gòu)計算和具有人工智能的設(shè)備來說是非常不利的。而最新的DynamIQ微架構(gòu)則突破了這一瓶頸,被視作big.LITTLE技術(shù)的一次重要演進。
ARM給出的相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,第一代采用DynamIQ技術(shù)的Cortex-A系列處理器在優(yōu)化應(yīng)用后,將可實現(xiàn)比基于Cortex-A73的設(shè)備高50倍的人工智能性能,并最多可提升10倍CPU與SoC上指定硬件加速器之間的反應(yīng)速度。究其原因,是因為在新架構(gòu)中,每個核都可以有各自不同的性能特性,SoC設(shè)計者可以通過對每一個處理器進行獨立的頻率控制,高效地在不同任務(wù)間切換最合適的處理器。同時,全新設(shè)計的內(nèi)存子系統(tǒng)也幫助實現(xiàn)了更快的數(shù)據(jù)讀取和全新的節(jié)能特性。
考慮到DynamIQ微架構(gòu)允許在單個群集中最多部署8個內(nèi)核,Nayampally更看好其在企業(yè)級應(yīng)用中的潛力。他解釋說,由于硬件尺寸和軟件線程的限制,移動應(yīng)用方面應(yīng)該不再需要超過8個核以上的計算能力了,單一群集已經(jīng)足夠。但企業(yè)級應(yīng)用對于內(nèi)存容量、I/O吞吐量和帶寬是有高要求的,而DynamIQ正好解決了這一問題。接下來,SoC設(shè)計人員完全可以利用Corelink和Cache Coherent Interconnect等技術(shù)形成3-8個集群的多核設(shè)計,充分釋放其強大的計算能力,從而為機器學(xué)習(xí)和人工智能應(yīng)用帶來更快的響應(yīng)速度。
那么,DynamIQ技術(shù)能不能夠幫助ARM在服務(wù)器芯片市場做得更好?“這是個好問題,但我們可能還得再等等。”Nayampally回應(yīng)稱,目前的云端服務(wù)器通常采用多芯片架構(gòu),因此通用型處理器加專用AI加速器模塊的組合,可能會是更佳的選擇,DynamIQ的優(yōu)勢會更多體現(xiàn)在青睞片上系統(tǒng)設(shè)計的智能手機等設(shè)備中。當(dāng)然,他也特別強調(diào)了安全,比如DynamIQ微架構(gòu)除了能為ADAS解決方案帶來更快的響應(yīng)速度外,也能同時增強安全性,確保合作伙伴能夠設(shè)計ASIL-D合規(guī)系統(tǒng),即使在故障情況下仍可以快速恢復(fù)并能夠安全運行。
在回答媒體“一些專用的人工智能芯片(SoC/ASIC)是否會對DynamIQ帶來挑戰(zhàn)?”這一問題時,Nayampally稱,人工智能技術(shù)目前還在快速的演進發(fā)展中,包含了各種各樣的多元化算法,場景應(yīng)用也很多元化。DynamIQ更強調(diào)兩方面的價值:一是能夠?qū)崿F(xiàn)通用處理器在AI性能方面的提升,二是能夠?qū)崿F(xiàn)通用處理器和專用加速模塊之間快速的響應(yīng)和連接。所以,整個片上系統(tǒng)本身針對AI的性能就能夠得到提升,這對那些體積受限的小設(shè)備而言是非常重要的。言外之意,ARM新架構(gòu)與專用AI加速器模塊的組合,有可能是未來SoC設(shè)計比較好的選擇之一。
DynamIQ技術(shù)將在今年晚些時候正式推出,2018年將率先被用于智能手機、汽車以及其它嵌入式系統(tǒng)中。