Armv9: más rendimiento con trazado de rayos en dispositivos móviles

Ayer, el diseñador de chips ARM dijo que los teléfonos inteligentes y tabletas equipados con procesadores basados ​​en la arquitectura del procesador Armv9 admitirán el trazado de rayos y el sombreado de velocidad variable (VRS), al igual que en una PC. Estos chips, que se lanzarán en 2021, impulsarán la próxima década de dispositivos ARM. Según el diseñador, la arquitectura v9 mejora el rendimiento en un 30% en comparación con las próximas dos generaciones de chips ARM y los dispositivos que los utilizan. La arquitectura Armv9 también integrará el conjunto de instrucciones SVE2 (Scalable Vector Extension), específico para AI, que probablemente se utilizará para el procesamiento de imágenes por AI en teléfonos inteligentes, para el modo vertical en particular. El chip Armv9 también incluirá lo que el diseñador llama Realms, una especie de contenedor de hardware especialmente diseñado para proteger máquinas virtuales y aplicaciones seguras.

Debido a que vende su propiedad intelectual bajo licencia, el diseñador de chips británico tiene una posición única en la industria informática. Los teléfonos, tabletas y servidores nunca integran chips fabricados directamente por ARM. Por otro lado, los acuerdos de licencia que empresas como Apple, Qualcomm, Samsung, Texas Instruments y otras pueden concluir con el Reino Unido les dan la libertad de fabricar chips de diseño ARM o modificarlos para crear sus propios diseños personalizados. . Kevin Jou, director de tecnología de Mediatek, cuyos chips se encuentran generalmente en Chromebooks y teléfonos inteligentes de gama baja, cree que para fines de 2021, Mediatek tendrá un chip Armv9 en su catálogo.

Un acelerador llamado Apple

Aunque durante varios años la mayoría de los teléfonos inteligentes han estado funcionando con chips ARM, la producción de Apple de Mac M1 con chips ARM ha impulsado al diseñador británico al centro de atención, y es probable que la compañía de Cupertino incorpore la arquitectura v9 en algún momento. u otro. Propiedad de SoftBank japonés, ARM también está involucrada en un complejo proceso de adquisición por parte de Nvidia, cuya línea de tiempo se espera que se superponga con el lanzamiento de los chips v9. La arquitectura v9 de ARM cruzará en 2021 el núcleo Matterhorn (Cortex A79), el sucesor del Cortex-X1 / A78 para teléfonos inteligentes introducido en 2020, y en 2022 el núcleo Makalu (Cortex A80). Es este último el que traerá el incremento del 30%. "ARM también lanza una nueva GPU Mali cada año", dijo un portavoz de la compañía. Simon Segars, director gerente de la compañía del Reino Unido, dijo que la estimación del 30% de la mejora del rendimiento estaba relacionada con mejoras en las instrucciones por ciclo de reloj (CPI). Tanto es así que si un fabricante como Samsung o Apple cambia la velocidad del reloj o el diseño, el rendimiento podría aumentar aún más.

Los procesadores Neoverse de Arm están destinados a servidores en la nube y centros de datos, mientras que los chips de la serie Cortex-A están destinados a teléfonos inteligentes y PC. (Crédito: BRAZO)

“Lo bueno de esta ganancia en el rendimiento de la CPU y del sistema es que beneficia tanto el rendimiento de la computadora portátil como del móvil”, agregó Peter Greenhalgh, vicepresidente de tecnología de ARM, durante una presentación a periodistas y analistas. Esta no es una declaración trivial. Los chips ARM equipan la supercomputadora más poderosa del mundo: el Fugaku de Japón funciona con 7,630,848 núcleos ARM A64FX, así como accesorios, impulsados ​​por Cortex-M, de Sony, Huawei y otros, y todo eso. que está en el medio. Y el chip Armv9 lo cubre todo.

TI "confidencial"

Con el chip v9, ARM también intenta introducir lo que el diseñador llama Arquitectura de Computación Confidencial (CCA), una arquitectura de computadora “confidencial”, asociada con el concepto de Realms (Realms). Realms proporcionará una mejor protección para las máquinas virtuales, desde Windows Sandboxes en PC con Windows hasta aplicaciones bancarias seguras en teléfonos inteligentes. Incluso si los hipervisores de hoy protegen las máquinas virtuales, todavía comparten el mismo espacio de memoria. Según ARM, un Realm admitiría cada máquina virtual con hardware confiable dedicado, pero el diseñador aún no está explicando cómo.

Simon Segars señaló que los gobiernos o las empresas privadas podrían ofrecer, o exigir, una prueba digital de la vacuna Covid que podríamos conservar en nuestros teléfonos inteligentes. "Tendría sentido que todos tuvieran su información médica en formato digital en todo momento, además de otros datos sobre alergias o los medicamentos que están tomando, por ejemplo ... Pero, para que todos se sientan cómodos con este tipo de cosas, nosotros debería poder ofrecer cifrado avanzado en el dispositivo, más allá de lo que es posible hoy ". Richard Grisenthwaite, arquitecto jefe de ARM, dijo que" Realms protegerá los datos incluso si el sistema operativo del teléfono está comprometido, y los empleadores no necesitarán proporcionar sus propios teléfonos inteligentes para eso ". Agregando que" ARM también está trabajando con Google para proteger la memoria del teléfono con extensiones especiales de etiquetas de memoria ".

Mejoras globales

Las afirmaciones de ARM de una mejora del rendimiento general del orden del 30% durante las próximas dos generaciones pueden capturar mejor la contribución de los núcleos v9, al menos por ahora. El diseñador dijo que trabajó con Fujitsu y los diseñadores de su supercomputadora Fugaku para desarrollar un conjunto de instrucciones. Se denomina Scalable Vector Extension 2 o SVE2, que servirá como base para aplicaciones de procesamiento de señales digitales y aprendizaje automático. El aprendizaje automático se puede utilizar para optimizar el procesamiento de pedidos en dispositivos y aplicaciones de realidad virtual.

Una descripción más técnica del rendimiento prometido por Arm para la arquitectura Armv9. (Crédito: BRAZO)

El diseñador dijo que en los próximos años agregará capacidades de inteligencia artificial adicionales a sus GPU de Mali y NPU Ethos. La IA ya ha demostrado lo que puede aportar en el "modo retrato" y otras funciones que ofrecen las cámaras de los teléfonos inteligentes, en la gama Google Pixel, por ejemplo. Nvidia también tiene la intención de aportar sus propias capacidades. "Nvidia ve enormes oportunidades en los poderes de la IA y planea introducir capacidades de IA más profundamente en juegos, vehículos autónomos, centros de datos corporativos y dispositivos integrados", dijo en un comunicado. Brian Kelleher, vicepresidente senior de ingeniería de hardware de Nvidia. "A través de nuestra colaboración continua con ARM, esperamos utilizar la arquitectura Armv9 para ofrecer capacidades de procesamiento antes inimaginables". ARM ha sido muy discreto sobre la fecha de llegada de estas funciones. Pero, con solo saber que estas tecnologías están en proceso, imaginemos las emocionantes características que pueden ofrecer los teléfonos inteligentes y las PC con tecnología de estos chips.