ARMv9架构详解：注重人工智能和安全，目标是未来3000亿颗芯片市场

ARM于2011年首次推出v8.x指令集，当时最大的特点是支持了64位指令集，从此开启了ARM在移动领域包括手机终端的攻城略地。十年过去了，今日凌晨，ARM正式推出ARMv9指令集，两个核心侧重点：人工智能和安全，目标是未来3000亿颗芯片市场。

ARM公司表示，armv9将会装备在未来3000亿颗ARM芯片中。此外公司还表示按照现有的发展速度，预估未来5年内ARM设备的出货量超过1000亿台，共享数据（无论是终端还是云端）100%在ARM芯片上处理。

ARMv9在兼容ARMv8的基础上，提升了安全性、增强了矢量计算、机器学习及数字信号处理，同时继续提升处理器性能。

性能上的变化，以智能手机等移动平台使用的Cortex-X/A系列为例，X1/A78这一代的性能相比16nmA72提升2.5倍，下一代的Matterhorn架构及Makalu架构会保持30%以上的IPC性能提升。

IPC提升与频率无关，如果再考虑到未来工艺带来的频率增加，那么CPU性能有望提升40%以上。

除了CPU性能，ARMv9还非常重视整体的性能提升，包括降低内存延迟（从150ns降至90ns）、频率提升（从2.6GHz到3.3GHz）内存带宽（从20GB/s到60GB/s）、缓存等。

ARMv9这次与性能有关的一个重要升级是SVE2指令集，SVE最早是ARM与富士通合作的浮点性能扩展，日本最强也是TOP500最强超算富岳就使用了SVE指令集，现在推出的是第二代SVE浮点指令了。

相比SVE的128位矢量，SVE2可以支持多倍128位运算，最多2048位，因此SVE2可以增强ML机器学习、DSP信号处理能力，提升了未来5G、虚拟现实、增强现实以及CPU本地运行ML的性能，同时ARM未来还会继续提升AI人工智能性能。

除了CPU之外，这次还简单提到了未来的MaliGPU，ARM会增加更多高级功能，比如VRS可变帧率渲染、RT光线追踪及其他高级渲染技术等。

在ARMv9中，最重要的一项挑战其实是数据安全，这一次ARM推出了全新的CCA机密计算体系架构，基于之前的TrustZone安全技术，但引入了动态域技术，它对操作系统及管理程序来说是完全不透明的，不会被系统或者软件提权攻击，而且依然可以接受管理及调度。

ARM今天公布的ARMv9指令集极具创新，是未来10年3000多亿ARM芯片的基础，不过现在具体的细节还很少，只是一个初步的路线图，今年夏天还会公布更多详细内容。

ARM首席执行官SimonSegars表示：“当我们展望由人工智能定义的未来时，我们必须奠定一个领先的计算基础，为应对未来的独特挑战做好准备。armv9就是答案，它将会成为下个3000亿台ARM芯片的最前沿，其驱动力是建立在通用计算的经济性、设计自由度和可获得性基础上的普遍的专业化、安全和强大的处理需求”。

ARMv9架构有两个核心侧重点：人工智能和安全。ARM表示到21世纪中叶，将会有超过80亿台语音辅助设备，90%的应用将包含AI元素。

ARM与富士通合作创建了可扩展矢量扩展（SVE），现在，SVE2是armv9的一部分，用于更好的机器学习和数字信号处理。在安全方面，

ARMv9会获得ArmConfidentialComputeArchitecture(CCA)，在使用时屏蔽数据的访问，在硬件层面保护数据。此外，还会有一个叫做Realms的东西，应用程序可以在安全和非安全区域之外使用。ARM并没有透露首款基于armv9的新芯片何时会发布

责编：EditorDan