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.