ARM DynamIQ： 全新時代的計算技術

ARM公司

ARM DynamIQ： 全新時代的計算技術

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我們現在正處于智能互聯時代，它正在徹底改變我們的生活方式。如今，科技常常幫助我們做出決策、預測我們的下一步行動。很多時候，我的設備甚至能夠在我知道自己想要什么之前就已經清楚我想要什么。從自動駕駛汽車到生物識別數據收集，計算正融入我們生活的方方面面，幫助我們衡量自己的身體健康、選擇更健康的生活方式。這些海量數據被收集之后會轉化為智能的決策，使我們的生活變得更加豐富多彩。在新一輪創新正蓄勢待發的計算行業中，這是一項新的挑戰，也是一次新的機遇。

這種數據與計算相融合的神奇科技會如何發展演變？可以發現，無論就絕對性能還是計算范圍而言，人們對計算平臺的需求正變得越來越大。這些憑借人工智能來實現全方位加速的未來平臺不僅需要高于當今系統的性能，而且需要更高的安全性 (例如汽車和機器人等自動平臺)，以便提升消費級設備的智能水平、帶來混合現實等全新的體驗。

一方面，人們對計算的需求會持續加速增長，另一方面，不論大型或小型的所有計算系統都面臨功耗和散熱限制，因此依然需要實現超高效的處理。所有系統均具有隱私與安全性的雙重需求，因為打造值得信賴且安全的解決方案對我們所有人的未來而言至關重要。

ARM目前擁有一系列 CPU 產品，在過去的 20 年里，我們的合作伙伴一直采用這些 CPU 來推動計算領域中的創新。我們共同改變了世界對計算的看法，全球 35 億人口正在采用基于 ARM 的計算設備。然而，我們剛剛強調的挑戰也為我們帶來了機遇，讓我們能夠再次在CPU

方面重新定義計算，改變計算行業滿足未來市場需求的方式和影響范圍。下面我向大家展示一下 ARM 的工程師如何為未來進行創新。

當今的技術造就未來設備

ARM DynamIQ技術是未來ARM Cortex-A處理器的基礎。

① 該技術采用新型單集群設計，最多包含 8 個異構 CPU，支持 1+7 (即 1 個大 CPU 和 7 個小 CPU)、2+4 以及 1+3 等不同的配置，能夠打造出可擴展的解決方案。

② 先進的計算功能，專為在 CPU 上實現更高的人工智能計算性能而設計。

③ 重新設計的內存子系統被集群內的所有核心共享，響應速度更快，效率更高。

④ 更具靈活性，可選擇是否采用小核配置，適合智能手機與智能手機以外的不同市場需求。

⑤ 內置的硬件特性可提升節能效果，實現更高的效率。

DynamIQ徹底改變了計算的實現方式，有助于加速人工智能的普及、顛覆各類計算設備。

DynamIQ技術有哪些優勢？它如何解決上述市場難題？

① 更快、更復雜的數據處理能力,可廣泛應用于人工智能等先進技術領域；

② 智能電源管理特性將賦予產品更高能效；

③ 產品差異化以及更豐富的用戶體驗可滿足所有市場需求。

安全、高速、高效而復雜的數據處理可用于人工智能

與之前的系統相比，DynamIQ技術在接下來的3～5年里將使人工智能計算性能提升 50 倍。為實現更高的人工智能性能，我們通過專用的低延遲端口來提升加速器存取性能，從而帶來了高達 10 倍的響應速度提升。更高的數據傳輸速度加上更高的數據帶寬，可滿足計算視覺或機器學習系統的整體吞吐量需求。

總而言之，這些特性通過把更多的計算任務轉移到設備上來，從而更好地保護數據隱私、實現更高的數據安全性。在 CPU 上完成更多的計算任務意味著放在云端的個人數據會更少，因此能夠為您帶來更安全的人工智能體驗。

此外，由于縮短了自動駕駛汽車高級駕駛員輔助系統 (ADAS) 等人工智能使用場合中的決策和執行延遲，因此與安全相關的應用程序性能得以提升。諸多改進加上避免系統故障的一系列措施使安全完整性達到了 SIL 3 和 ASIL D 的水平。

通過全新智能功耗特性提升節能性

DynamIQ技術在集群內加入智能電源管理特性，提升設備能效，將設備功能發揮極致。這意味著前所未有的數據處理能力和性能，可帶來更加豐富的體驗，即便在散熱和成本受限的最小的設備中也是如此。

DynamIQ在單一集群內支持多個可配置的性能域。這些域由單個或多個 ARM CPU 組成，與之前的 4 核集群相比可在性能與功耗方面實現更精細的擴展。這意味著在散熱極限范圍內具有更精細的調節能力，從而可帶來更長久的持續性能。這一點在虛擬現實 (VR) 應用程序中尤為重要，在電池電力和散熱能力有限的纖薄型設備中，這類應用需要在更長的時間里保持持續性能。

DynamIQ技術還運用了一種更快的硬件控制式電源狀態自動轉換機制，這一機制可縮短 ARM Cortex-A 系列 CPU 所支持的電源狀態 (例如開、關以及休眠) 之間的延遲。這不僅縮短了為 CPU 供電的時間、提升了響應速度，而且還可以更快地進入休眠或關機等節電狀態，從而實現了更好的節能性。

自動化CPU 內存功率管理是該技術的另一項重要特性，它可以根據所運行的應用程序類型對當前可用的本地內存做智能適配。增強現實 (AR) 等需要極高計算性能的應用程序將獲得最大限度的本地內存容量供其支配，而音樂流等輕負荷應用程序獲得較少的內存容量，從而節省了內存消耗的功耗。

產品差異化和新的性能分級

DynamIQ技術通過各種各樣的全新配置選項來細化產品差異化，不但帶來了更好的靈活性和擴展性，而且最終讓客戶能夠設計合適的產品來滿足所有市場的需求。

利用 DynamIQ 集群，可以把高性能的“大” CPU以及高效率的“小” CPU 放到具有共享一致性內存的單一集群內。如此一來，該技術不但可以依靠更緊密、更一致的系統實現大幅性能提升，而且還表現出了前所未有的靈活性和 CPU 集群設計方面的選擇多樣性，因而可打造出更多專用的解決方案。另一項優勢是每個 CPU 均可在不同的頻率下實現擴展，因而可打造出從纖薄型設備到服務器的各種定制解決方案。

Networking等同構處理系統尤其會從中受益，通過在單一集群內放入 8 個完全一致的 CPU，可實現更高的數據吞吐量。當和ARM CoreLink CMN-600 一起部署時，DynamIQ 將擴展為針對基礎設施市場的大規模多集群系統。

DynamIQ技術將會帶來怎樣的影響？

新技術的特性將對計算在哪里發生和如何發生產生深遠影響呢？例如：

① 近乎無限的配置方案體現了靈活性與擴展性的全新水平，可打造出不同級別的解決方案、實現不同的性能；這會給消費者帶來更多種選擇、打造出符合其需求的設備。

② 從設備到云端，內置的節電特性支持各種創新。從更纖薄的設備、更持久的電池到服務器節約的能源，功率效率優勢可惠及所有市場。

③ 將智能計算搬到設備上來不但可提升數據安全性、保護數據隱私，而且可以實現更快的響應速度，無論在家中、汽車上還是云端都可以享受人工智能。