На мероприятии ARM Vision Day 2021 британский разработчик CPU представил Armv9, новое расширение команд в наборе инструкций AArch64. Конечно, обеспечивается полная совместимость с Armv8, но также есть ряд фундаментальных улучшений в сфере безопасности, машинного обучения, векторных вычислений, что соответствует современным и будущим требованиям.
Векторные расширения Scalable Vector Extensions или SVE были представлены в 2019 году. Процессоры Fujitsu A64FX, которые используются во многих самых быстрых в мире суперкомпьютерах, тоже их поддерживают, однако там архитектура ARM расширена специальными аппаратными блоками. Но в случае Armv9 расширения SVE и SVE2 уже являются частью стандартного набора команд, разработчики могут их задействовать на процессорах с Armv9 ISA. Размер векторов можно выбирать от 128 до 2.048 бит. Здесь 128 бит соответствуют номинальному размеру вектора. Если процессор оснащен функциональными блоками, которые могут обрабатывать 128-битные векторы, те же 512-битные векторы будут разделяться на четыре части и вычисляться раздельно. Но все это выполняется автоматически, разработчикам учитывать подобные особенности не нужно. Если же аппаратные блоки могут работать с 1.024-битными векторами, они могут вычислять несколько 128-битных векторов одновременно. Здесь тоже от разработчиков ничего не требуется.
С помощью Confidential Compute Architecture (CCA) ARM вносит дальнейшие улучшения в безопасность архитектуры. Безопасность многих систем рассчитана так, чтобы программное обеспечение доверяло операционной системе или гипервизору. Но если один из данных компонентов будет скомпрометирован, безопасность программного обеспечения тоже окажется под угрозой.
С CCA ARM представляет так называемые Realms - защищенные области. Они не прозрачны для операционной системы или гипервизора. Последний тоже существует в концепции Realms, но отвечает только за диспетчеризацию и выделение ресурсов. Работу с Realms обеспечивает Realm Manager. К преимуществам подобной системы относят сокращение цепочки доверия, что положительно сказывается на производительности, а также уменьшает список потенциальных целей для атаки.
Первые дизайны на основе Armv9 будут представлены в этом году. Но первые физические продукты в виде чипов ожидаются не раньше 2022 года.
ARM подтверждает свои планы
Наконец, ARM подтвердила свои планы по поводу дата-центров и ядер Cortex. Первые чипы на дизайнах Neoverse V1 и N2 будут представлены до конца года. В случае платформы N2 ранее были объявлены расширения Scalable Vector Extensions, за которые будут отвечать 2x 128-битных векторных блока на ядро. Однопоточная производительность новых ядер увеличится на 40-50% по сравнению с нынешними. ARM продолжает улучшать дизайны для серверного сегмента.
Два следующих поколения Cortex, а именно Matterhorn и Makalu, будут примерно на 30% быстрее. ARM подразумевает производительность IPC при одинаковой частоте. Конечно, выиграют и SoC для смартфонов, которые будут опираться на упомянутые дизайны Cortex.