提到Arm，如今許多的智能手機(jī)用戶、甚至是部分PC用戶想必都不會(huì)感到陌生。畢竟客觀來(lái)說(shuō)，如今幾乎所有的手機(jī)都運(yùn)行在Arm的指令集上，大多數(shù)的手機(jī)SoC都或多或少使用了Arm的架構(gòu)設(shè)計(jì)。即便是在PC市場(chǎng)，基于Arm架構(gòu)打造的Mac系列機(jī)型和“Windows on Arm”，也是當(dāng)下相當(dāng)火熱的話題。
對(duì)于絕大多數(shù)消費(fèi)者而言，大家可能都知道Arm，也知道他們?cè)O(shè)計(jì)了如今諸多移動(dòng)SoC的基礎(chǔ)指令集和架構(gòu)，但大家往往會(huì)有一種錯(cuò)覺(jué)，認(rèn)為Arm好像就只是“高高在上”地更新著指令集、設(shè)計(jì)新的架構(gòu)。而將這些設(shè)計(jì)“挑選”、“組合”成為最終芯片，并進(jìn)行軟件優(yōu)化的工作，便是由各家芯片廠商、甚至是手機(jī)廠商來(lái)進(jìn)行，與Arm便沒(méi)有太大的關(guān)系了。
很顯然，站在Arm的角度來(lái)說(shuō)，這顯然是一種對(duì)他們業(yè)務(wù)方式和“行業(yè)地位”的誤解。或許正是出于這樣的考量，就在今天，Arm方面在北京召開(kāi)了新一屆的技術(shù)日活動(dòng)，詳細(xì)介紹了他們?nèi)缃竦漠a(chǎn)品形態(tài)、設(shè)計(jì)，以及相關(guān)技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
發(fā)布終端CSS，Arm的業(yè)務(wù)不僅只有“架構(gòu)授權(quán)”
對(duì)于現(xiàn)如今的Arm來(lái)說(shuō)，這家公司已經(jīng)不僅僅是一家提供"獨(dú)立的“CPU、GPU 產(chǎn)品的IP設(shè)計(jì)商，Arm已經(jīng)轉(zhuǎn)型為一家計(jì)算平臺(tái)的提供商。在終端領(lǐng)域，從2021年開(kāi)始，Arm就已經(jīng)推出了名為”全面計(jì)算解決方案(TCS)“的參考平臺(tái)設(shè)計(jì)方案。隨著這個(gè)產(chǎn)品組合近年來(lái)的大獲成功，Arm方面也在前不久剛剛宣布了面向消費(fèi)電子設(shè)備的全新產(chǎn)品方案，也就是本文的主角——Arm終端計(jì)算子系統(tǒng)（下文將簡(jiǎn)稱為Arm終端CSS）。
Arm終端CSS具體包含哪些內(nèi)容？簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，它可以視為“IP+制程+軟件優(yōu)化”這一整套組合。
在IP方面，Arm終端CSS首先就有最新一代的Arm v9.2 CPU集群，其中包括Cortex-X925超大核、Cortex-A725性能核，以及新版的Cortex-A520能效核設(shè)計(jì)。
其次，它還包含最新版本的Arm CoreLink互聯(lián)系統(tǒng)，以及其上所集成的系統(tǒng)級(jí)緩存和系統(tǒng)內(nèi)存管理單元。
最后，Arm終端CSS還包含基于Arm第五代GPU架構(gòu)而設(shè)計(jì)的新GPU系列。而根據(jù)不同的核心規(guī)模，它又可以被細(xì)分為Immortalis-G925、Mali-G725和Mali-625這三條產(chǎn)品線。
制程方面，Arm終端CSS包含了Arm與“領(lǐng)先代工廠伙伴”合作的3nm工藝的CPU和GPU物理實(shí)現(xiàn)。這既意味著新的產(chǎn)品在設(shè)計(jì)時(shí)就已經(jīng)考慮到了3nm工藝的影響，可以充分發(fā)揮3nm的潛力，同時(shí)也代表著相關(guān)代工廠們已經(jīng)針對(duì)這一代Arm的新產(chǎn)品做好了準(zhǔn)備。
而在軟件層面，Arm也推出了針對(duì)Android設(shè)備的CSS參考軟件堆棧，除此之外還有能夠助力軟件開(kāi)發(fā)者充分利用Arm CPU性能的Arm Kleidi軟件庫(kù)，讓他們順利打造新的AI體驗(yàn)。
不只架構(gòu)換代，新組合還有多的官方優(yōu)化
不難發(fā)現(xiàn)，Arm終端CSS絕對(duì)不是單獨(dú)的CPU或GPU“架構(gòu)授權(quán)”。那么這套方案的好處又到底是什么呢？
按照官方的說(shuō)法，Arm終端CSS是從平臺(tái)面出發(fā)，以解決AI日新月異的計(jì)算需求。它的一大好處就是它具備非常高的性能。比如，它在Geekbench 6中的單核性能，就可以比去年的Arm TCS23平臺(tái)提升多達(dá)36%。
在一些更接近現(xiàn)實(shí)用例的測(cè)試場(chǎng)景中，Arm終端CSS的頭部流行應(yīng)用平均啟動(dòng)時(shí)間比去年的舊平臺(tái)加快了33%，網(wǎng)頁(yè)瀏覽速度加快了60%。而在包含了光追和可變速率著色的七項(xiàng)圖形基準(zhǔn)測(cè)試當(dāng)中，其峰值性能平均增長(zhǎng)也達(dá)到了30%。
需要注意的是，這些實(shí)測(cè)性能的增長(zhǎng)并不完全源自單純的CPU架構(gòu)換代。事實(shí)上，通過(guò)Arm內(nèi)部參考配置來(lái)看，終端CSS采用了 2+4+2的CPU集群組合，同時(shí)還有比前代大了一倍的系統(tǒng)緩存。而這種核心組合以及緩存的調(diào)整，實(shí)際上就相當(dāng)于是Arm對(duì)于“新產(chǎn)品該如何發(fā)揮最大性能”的成熟研發(fā)結(jié)果，對(duì)比于過(guò)往從單一CPU的角度切入，這就是從平臺(tái)面思考所獲得的顯著成果。
不僅如此，在看到Arm終端CSS與前代TCS的AI性能對(duì)比時(shí)，既要注意到它在多個(gè)大模型項(xiàng)目中都有著接近50%的性能增長(zhǎng)，但同時(shí)也要看到，這種增長(zhǎng)并非完全源自NPU（或者說(shuō)DSP）的換代，而是因?yàn)锳rm終端CSS還利用了新架構(gòu)CPU和/或GPU的AI計(jì)算能力。因此新平臺(tái)能夠在執(zhí)行AI計(jì)算時(shí)，更好地同時(shí)調(diào)用多個(gè)不同的計(jì)算部件。而這背后就涉及到Arm新的互聯(lián)系統(tǒng)以及新的軟件堆棧，這同樣也是光從單一CPU切入所做不到的事情。
在今天的溝通中，Arm方面不止一次的強(qiáng)調(diào)，終端CSS可以有效地加快消費(fèi)市場(chǎng)的SoC生產(chǎn)、換代速度。很顯然，考慮到它包含了CPU核心、緩存的“官方建議配置組合”，以及相對(duì)成熟的軟件優(yōu)化，甚至是與代工廠之間的制程適配，這也就意味著對(duì)于SoC廠商來(lái)說(shuō)，如果直接“選用”Arm的這套成熟方案，就可以節(jié)約大量的研發(fā)和適配時(shí)間，甚至完全有可能帶來(lái)比一些使用“魔改”CPU搭配芯片廠商自研GPU或其他部件的方案，具備更高的性能和能效比。
Arm終端CSS并不死板，或獲將造福更為廣泛的市場(chǎng)
當(dāng)然，考慮到Arm終端CSS的“打包”特性，不免會(huì)讓有些朋友感到擔(dān)憂，它是否會(huì)導(dǎo)致市面上的Arm SoC在一定程度失去多樣性？
針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，其實(shí)大家要先明白一件事，那就是Arm終端CSS并不是固定的一種設(shè)計(jì)。實(shí)際上，Arm終端CSS具有相當(dāng)高的可擴(kuò)展性，它的很多細(xì)節(jié)都可以根據(jù)最終的需求進(jìn)行微調(diào)。比如，它最多其實(shí)可以支持到14個(gè)CPU核心、而不是常見(jiàn)的8核，同時(shí)其“2+4+2”的CPU組合方式也并非絕對(duì)，廠商完全可以根據(jù)自身的需求去推出9核、10核CPU，或是集成了更多超大核和大核的方案。
其次根據(jù)不同的使用場(chǎng)景，Arm終端CSS的“內(nèi)涵”也會(huì)有所不同。舉例而言，由于目前的Arm GPU不支持Direct X，所以如果要將其用于Windows PC，那么此時(shí)的Arm終端CSS就可以不包括GPU這個(gè)部件，而是僅提供CPU與總線、緩存部分，再搭配其他“外掛”GPU方案。但如果是用于Linux PC（比如Chrome Book），那么這時(shí)候就依然可以采用包含GPU的Arm終端CSS方案，以發(fā)揮出來(lái)自官方的異構(gòu)計(jì)算和能效優(yōu)化效果。
況且就算是目前版本下“完整”的Arm終端CSS，也遠(yuǎn)非是一顆完全的SoC設(shè)計(jì)，比如它并不包含NPU、DSP、DPU、VPU等等周邊計(jì)算模組，也不帶有基帶、藍(lán)牙、WiFi和電源管理部件。
值得注意的是，Arm其實(shí)是有自己的NPU、DPU、VPU等產(chǎn)品線，所以當(dāng)Arm終端CSS不帶有這些“組件”時(shí)，很明顯便是在為終端廠商的差異化在做考量。
綜合以上信息不難發(fā)現(xiàn)，當(dāng)SoC廠商選擇了Arm終端CSS的時(shí)候，便可以自由調(diào)整CPU核心組合、修改緩存大小、替換GPU、配合自研或外購(gòu)的ISP、NPU，以及其他外圍部件，去形成一套完整的SoC方案。除了不能使用自研CPU架構(gòu)之外，Arm似乎就沒(méi)有做出更多的限制。
況且大家要明白，對(duì)于市面上幾乎所有的SoC廠商來(lái)說(shuō)，就算他們有自研的CPU、GPU方案，很多時(shí)候這些方案也會(huì)受限于成本因素，不太可能完全覆蓋從最頂級(jí)的旗艦到入門(mén)級(jí)的完整市場(chǎng)。對(duì)于一些重視交付速度的主流產(chǎn)品線，或者是一些既要有新技術(shù)、又要控制成本的細(xì)分市場(chǎng)來(lái)說(shuō)，Arm終端CSS的潛在競(jìng)爭(zhēng)力甚至可能比它在旗艦領(lǐng)域的表現(xiàn)還要更好。
那么這些意味著什么？說(shuō)得更直白一點(diǎn)，依托于Arm終端CSS，未來(lái)我們不僅會(huì)看到一些設(shè)計(jì)大膽、堆料“恐怖”的旗艦SoC方案。它更是有希望加快中高端、中端SoC的換代速度，從而解決大家經(jīng)常詬病的“旗艦?zāi)昴旮隆⒌卸藱C(jī)卻原地踏步”的市場(chǎng)現(xiàn)狀。
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