ARM AMRv9指令集一文读懂：下一代处理器性能大提升

从2011年11月发布armv8开始，armv8已经走过将近10年时间。

armv8架构的主要特点是增加对64位指令集的支持，包括目前性能最强的cortex-x1/a78，都是基于armv8.x指令集打造。

arm在3约31日正式推出armv9指令集，在兼容armv8的基础上，提升处理器性能，同时提升安全性、增强矢量计算、机器学习及数字信号处理。

基于armv9开发的处理器预计将在2022年初正式商用，可能高通下一代骁龙895等soc。

arm官方称是10年来最重要的创新，是未来3000亿arm芯片的基础。

与上一代的armv8相比，armv9处理器将不再局限于移动/嵌入式市场，现已经扩展到pc、hpc高性能计算、深度学习等新市场，以满足全球对功能日益强大的安全、人工智能(ai)和无处不在的专用处理的需求。

架构性能全面提升

在性能方面，下一代的matterhorn架构及makalu架构会保持30%以上的ipc性能提升，加上未来更先进工艺带来的频率提升，最终cpu性能提升有望达到40%。

以智能手机等移动平台使用的cortex-x/a系列为例，x1/a78的性能比16nm cortex-a72提升2.5倍。

armv9同时还将内存延迟从150ns降至90ns、频率从2.6ghz到3.3ghz、内存带宽从20gb/s提升至60gb/s、并加快缓存的存储速度等。

armv9与性能有关的重要升级就是sve2指令集，sve最早是arm与富士通合作的浮点性能扩展，top500超算富岳就使用sve指令集，sve2就是第二代sve浮点指令。

与sve的128位矢量相比，sve2可以支持128为倍数、最多2048位运算。

因此sve2可以增强ml机器学习、dsp信号处理能力，提升未来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。

armv9第三大升级就在于数据安全，全新的cca机密计算体系架构基于trustzone安全技术，并引入动态域技术。

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。

除了cpu之外，arm还简单提到未来mali gpu，arm会增加包括vrs可变帧率渲染、rt光线追踪及其他高级渲染技术等高级功能。

arm首席执行官simon segars表示：“当我们展望由人工智能定义的未来时，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*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”。

关于授权问题

对于arm最新架构的授权问题，arm方面表示经过全面的审查，armv9架构不受美国出口管理条例(ear)的约束，意味着华为海思可以获得v9架构的授权。

arm同时表示已通知美国*相关部门，将继续遵守美国商务部针对华为及其附属公司海思的指导方针。

armv9是一个创新的armv9指令集，也是未来10年3000多亿颗arm芯片的基础。但目前只公布了相关架构，夏天会公布更多架构详情。

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