Armv9: Ar­qui­te­tura de CPU pronta para a IA

A nona geração da ar­qui­te­tura ARM (Armv9) foi apre­sen­tada em março de 2021, sendo um marco im­por­tante no de­sen­vol­vi­mento da ar­qui­te­tura de pro­ces­sa­do­res ARM. Ela apresenta melhorias no de­sem­pe­nho, na segurança e no suporte a cargas de trabalho modernas, como de in­te­li­gên­cia ar­ti­fi­cial (IA).

Inovações e novidades do Armv9 em relação ao Armv8

A ar­qui­te­tura de pro­ces­sa­dor Armv9, lançada em março de 2021, apresenta três prin­ci­pais inovações em com­pa­ra­ção com a versão anterior, o Armv8.

Uma das ca­rac­te­rís­ti­cas mais notáveis da ar­qui­te­tura Armv9 é a in­tro­du­ção da Con­fi­den­tial Compute Ar­chi­tec­ture (CCA). Este novo padrão de segurança garante que os dados sejam pro­te­gi­dos não apenas em repouso ou durante a trans­mis­são, mas também durante o pro­ces­sa­mento. O ARM CCA utiliza chamadas Realms. Estes são ambientes isolados dentro de um pro­ces­sa­dor que protegem dados sensíveis da in­fra­es­tru­tura ao redor. Assim, dados críticos podem ser pro­ces­sa­dos com segurança em ambientes como a nuvem ou em in­fra­es­tru­tu­ras com­par­ti­lha­das.

Embora as extensões vetoriais es­ca­lá­veis (SVE) já tenham sido in­tro­du­zi­das no padrão anterior Armv8, o Armv9 amplia essas ca­pa­ci­da­des com o SVE2, a fim de pos­si­bi­li­tar um pro­ces­sa­mento paralelo de dados mais eficiente. O SVE2 foi de­sen­vol­vido para atender às cres­cen­tes demandas das apli­ca­ções modernas, es­pe­ci­al­mente nas áreas de apren­di­zado de máquina e pro­ces­sa­mento digital de sinais. O SVE2 aprimora a ca­pa­ci­dade de processar múltiplos pontos de dados si­mul­ta­ne­a­mente, o que é par­ti­cu­lar­mente vantajoso ao realizar cálculos complexos para IA, pro­ces­sa­mento de imagens e co­di­fi­ca­ção de vídeo.

Um dos aspectos mais im­por­tan­tes do Armv9 são as diversas oti­mi­za­ções voltadas à in­te­li­gên­cia ar­ti­fi­cial e apren­di­zado de máquina. A ne­ces­si­dade de poder de pro­ces­sa­mento es­pe­ci­a­li­zado para cargas de trabalho de IA aumentou sig­ni­fi­ca­ti­va­mente nos últimos anos, à medida que apli­ca­ções como pro­ces­sa­mento de linguagem, pro­ces­sa­mento de imagens e IA ge­ne­ra­tiva se tornam mais populares. Com as ca­pa­ci­da­des apri­mo­ra­das do Armv9 para o pro­ces­sa­mento de dados vetoriais, for­ne­ci­das pelo SVE2, redes neurais e modelos de apren­di­zado de máquina podem ser exe­cu­ta­dos de forma mais eficiente e rápida em ser­vi­do­res ARM. Isso não só reduz a latência, como também reduz o consumo de energia, o que é par­ti­cu­lar­mente benéfico para dis­po­si­ti­vos móveis e sistemas em­bar­ca­dos.

Maiores vantagens do Armv9

O lan­ça­mento do Armv9 traz uma série de vantagens, tornando a ar­qui­te­tura altamente adequada tanto para apli­ca­ções de com­pu­ta­ção es­pe­ci­a­li­zada quanto para uso geral. Os seguintes pontos destacam a mais recente versão do ARM:

✓ Segurança avançada: Graças à nova Con­fi­den­tial Compute Ar­chi­tec­ture (CCA), empresas e or­ga­ni­za­ções podem processar seus dados de forma mais segura do que nunca. Isso permite a proteção de dados sensíveis, até mesmo em ambientes com­par­ti­lha­dos de nuvem, re­pre­sen­tando um grande passo em direção a in­fra­es­tru­tu­ras de “Zero Trust”.

✓ De­sem­pe­nho apri­mo­rado para cargas de trabalho es­pe­ci­a­li­za­das: O Armv9 oferece um aumento sig­ni­fi­ca­tivo no de­sem­pe­nho com­pu­ta­ci­o­nal graças às extensões SVE2. Isso é es­pe­ci­al­mente notável em apli­ca­ções que precisam processar grandes volumes de dados de forma paralela, como o trei­na­mento de modelos de IA, o pro­ces­sa­mento de vídeo e os cálculos ci­en­tí­fi­cos.

✓ Efi­ci­ên­cia ener­gé­tica otimizada: Uma das grandes forças de todas as ar­qui­te­tu­ras ARM é a efi­ci­ên­cia ener­gé­tica. O Armv9 dá con­ti­nui­dade a essa tradição, ofe­re­cendo uma gestão de energia otimizada, mesmo com o aumento de de­sem­pe­nho. Essa efi­ci­ên­cia torna os pro­ces­sa­do­res Armv9 es­pe­ci­al­mente atraentes para dis­po­si­ti­vos móveis, sistemas em­bar­ca­dos e para a Internet das coisas (IoT).

Prin­ci­pais campos de aplicação do Armv9

Devido à sua ver­sa­ti­li­dade e de­sem­pe­nho, a ar­qui­te­tura Armv9 é am­pla­mente utilizada em várias áreas de aplicação. Os dois campos de aplicação mais re­le­van­tes são ser­vi­do­res dedicados e in­te­li­gên­cia ar­ti­fi­cial.

Ser­vi­do­res dedicados

O Armv9 é utilizado em ser­vi­do­res dedicados for­ne­ci­dos por pro­ve­do­res de data centers e serviços de nuvem. Como o Armv9 oferece tanto alto de­sem­pe­nho quanto efi­ci­ên­cia ener­gé­tica, a ar­qui­te­tura é ideal para tarefas es­pe­ci­a­li­za­das e cargas de trabalho exigidas em data centers modernos. Os pro­ve­do­res de nuvem se be­ne­fi­ciam dos custos ope­ra­ci­o­nais reduzidos graças ao consumo de energia menor dos pro­ces­sa­do­res, enquanto os clientes desfrutam de um de­sem­pe­nho e con­fi­a­bi­li­dade apri­mo­ra­dos.

In­te­li­gên­cia ar­ti­fi­cial e apren­di­zado de máquina

As oti­mi­za­ções do Armv9 para IA e ML tornam essa ar­qui­te­tura par­ti­cu­lar­mente adequada para apli­ca­ções na área de in­te­li­gên­cia ar­ti­fi­cial. Com o suporte ao SVE2, al­go­rit­mos de IA podem ser exe­cu­ta­dos de forma mais rápida e eficiente, per­mi­tindo o pro­ces­sa­mento de grandes volumes de dados e a execução de cálculos complexos. Esse é um benefício essencial para serviços baseados em IA, como as­sis­ten­tes de voz, pro­ces­sa­mento de imagens e tomada de decisões au­to­ma­ti­zada.