提起ARM,大家應(yīng)該非常熟悉了。它不生產(chǎn)芯片,它只提供一個芯片設(shè)計的Idea,包括原生核心IP以及ARMv指令集。
其中,核心IP就是咱們耳熟能詳?shù)腃ortex-A78和Cortex-X1等,高通、三星、聯(lián)發(fā)科、華為、紫光展訊等芯片商就是直接購買核心IP授權(quán),直接在其基礎(chǔ)上開發(fā)SoC。有條件的芯片商還能在核心IP的基礎(chǔ)上進(jìn)行“魔改”,推出半定制化的核心架構(gòu),比如高通Kryo系列核心。
蘋果憑借體量、資金和研發(fā)優(yōu)勢,選擇從ARM這邊購買ARMv指令集授權(quán),并在其基礎(chǔ)上進(jìn)行核心架構(gòu)的自研。此外,高通早期的驍龍820,三星旗下的貓鼬核心也都是基于ARMv指令集授權(quán)的自研。只是如今自研核心的成本太高,除了蘋果其他芯片商都難以為繼了。
無論是蘋果的自研核心還是ARM的原生IP,都需要以ARMv指令集作為地基。因此,ARMv指令集的強(qiáng)弱至關(guān)重要。
在進(jìn)入以iOS和Android系統(tǒng)為代表的智能手機(jī)時代之后,最早的手機(jī)處理器都是直接基于ARMv6指令集打造,代表產(chǎn)品有高通驍龍S1(包括MSM7x25),這些處理器連GPU都沒有。
ARMv7-A算是一次比較大的迭代更新,高通早期自研的Scorpion微架構(gòu)就是基于ARMv7-A指令集自主研發(fā)而來,代表產(chǎn)品有驍龍S1時期的QSD8x50。
ARM也是從ARMv7-A指令集開始,才大力發(fā)展原生核心IP的研發(fā)與授權(quán),從Cortex-A5到Cortex-A17,這些早期的32bit處理器核心就都是基于ARMv7-A打造而來。
為了迎接64bit時代,ARM在2016年推出了ARMv8-A指令集,其主打可伸縮矢量擴(kuò)展,專為高性能計算、數(shù)據(jù)中心而生。采用這一指令集的代表有Cortex-A53、Cortex-A57、Cortex-A72和Cortex-A73(還有嵌入式領(lǐng)域的A32和A35)。
2017年,ARM發(fā)布了ARMv8.2指令集,它引入了新的fp16運算和int8 dot指令,優(yōu)化得當(dāng)就能大幅加速深度學(xué)習(xí)框架的推理效率。從Cortex-A55和Cortex-A75開始至今的所有SoC核心架構(gòu)都是基于ARMv8.2指令集研發(fā)的。
ARM在3月31日正式發(fā)布了ARMv9指令集,它在兼容ARMv8的基礎(chǔ)上,不再局限于移動/嵌入式市場,未來將發(fā)力PC、HPC高性能計算、深度學(xué)習(xí)等新市場,以滿足全球?qū)δ苋找鎻?qiáng)大的安全、人工智能和無處不在的專用處理的需求。
用ARM的話說,ARMv9是10年來最重要的創(chuàng)新,是未來3000億ARM芯片的基礎(chǔ)。值得一提的是,ARMv9架構(gòu)不受美國出口管理條例的約束,意味著華為海思可以獲得v9架構(gòu)的永久授權(quán)。
據(jù)悉,基于ARMv9開發(fā)的處理器預(yù)計將在2022年初正式商用?,F(xiàn)在我們最關(guān)心的問題就是,即將在5月~6月發(fā)布的的ARM下一代Cortex-A79和Cortex-X2核心IP能否趕上這個全新的指令集?