Kaj je Armv9? Ar­hi­tek­tu­ra CPU, pri­pra­vlje­na za AI

Ar­hi­tek­tu­ra ARM različice 9 (Armv9) je bila pred­sta­vlje­na marca 2021 in pred­sta­vlja mejnik v razvoju ar­hi­tek­tu­re pro­ce­sor­jev ARM. Prinaša iz­bolj­ša­ve v zmo­glji­vo­sti, varnosti in podpori za sodobne delovne obre­me­ni­tve, kot je umetna in­te­li­gen­ca (AI).

V čem se Armv9 razlikuje od Armv8?

Ar­hi­tek­tu­ra pro­ce­sor­ja ARM Armv9, ki je bila pred­sta­vlje­na marca 2021, temelji na svoji pred­ho­dni­ci Armv8 in vključuje tri ključne iz­bolj­ša­ve.

Ena najbolj iz­sto­pa­jo­čih zna­čil­no­sti ar­hi­tek­tu­re Armv9 je ar­hi­tek­tu­ra za zaupno računanje (CCA). Ta novi varnostni standard za­go­ta­vlja zaščito podatkov ne le v mirovanju in med prenosom, temveč tudi med obdelavo. ARM CCA uporablja področja, ki so izolirana okolja znotraj pro­ce­sor­ja, ki ob­ču­tlji­ve podatke ščitijo pred preostalo in­fra­struk­tu­ro. To omogoča varno obdelavo kritičnih podatkov v okoljih, kot so oblak ali skupne in­fra­struk­tu­re.

Medtem ko je bila raz­ši­ri­tev SVE (Scalable Vector Extension) uvedena v standardu Armv8, Armv9 nad­gra­ju­je to osnovo s SVE2, ki omogoča iz­bolj­ša­no vzporedno obdelavo podatkov. SVE2 je zasnovan za iz­pol­nje­va­nje na­ra­šča­jo­čih zahtev sodobnih aplikacij, zlasti na področju strojnega učenja in digitalne obdelave signalov. SVE2 iz­bolj­šu­je spo­sob­nost sočasne obdelave več po­dat­kov­nih točk, kar je še posebej koristno za zapletene izračune v umetni in­te­li­gen­ci, obdelavi slik in kodiranju videa.

Naj­po­memb­nej­ši vidik Armv9 so verjetno različne op­ti­mi­za­ci­je za umetno in­te­li­gen­co in strojno učenje (ML). Pov­pra­še­va­nje po spe­ci­a­li­zi­ra­ni ra­ču­nal­ni­ški moči za AI delovne obre­me­ni­tve se je v zadnjih letih znatno povečalo, kar je posledica aplikacij, kot so obdelava naravnega jezika, pre­po­zna­va­nje slik in ge­ne­ra­tiv­na AI. Iz­bolj­ša­na spo­sob­nost Armv9 za obdelavo vek­tor­skih podatkov prek SVE2 omogoča, da nevronske mreže in modeli strojnega učenja delujejo učin­ko­vi­te­je in hitreje na stre­žni­kih ARM. To zmanjša ne le za­ka­sni­tev, ampak tudi porabo energije, kar je še posebej ugodno za mobilne naprave in vgrajene sisteme.

Kakšne so ključne prednosti Armv9?

Uvedba Armv9 prinaša številne prednosti, zaradi česar je ar­hi­tek­tu­ra idealna tako za spe­ci­a­li­zi­ra­ne ra­ču­nal­ni­ške apli­ka­ci­je kot za splošno rabo. Naslednje točke po­u­dar­ja­jo naj­po­memb­nej­še prednosti naj­no­vej­še različice ARM:

✓ Iz­bolj­ša­na varnost: Za­hva­lju­joč novi ar­hi­tek­tu­ri Con­fi­den­ti­al Compute Ar­chi­tec­tu­re (CCA) lahko podjetja in or­ga­ni­za­ci­je svoje podatke ob­de­lu­je­jo varneje kot kdaj koli prej. Ob­ču­tlji­vi podatki so zaščiteni tudi v skupnih oblačnih okoljih, kar je velik korak naprej v smeri in­fra­struk­tur Zero Trust.

✓ Iz­bolj­ša­na zmo­glji­vost za spe­ci­a­li­zi­ra­ne delovne obre­me­ni­tve: Armv9 ponuja znatno povečanje računske moči za­hva­lju­joč raz­ši­ri­tvam SVE2. To je še posebej koristno za apli­ka­ci­je, ki zahtevajo obdelavo velikih količin podatkov v vzpo­re­dnem načinu, kot so modeli umetne in­te­li­gen­ce, obdelava videov in znan­stve­ni izračuni.

✓ Op­ti­mi­zi­ra­na ener­get­ska učin­ko­vi­tost: Ena od velikih prednosti vseh ar­hi­tek­tur ARM je ener­get­ska učin­ko­vi­tost. Armv9 nadaljuje to tradicijo z op­ti­mi­zi­ra­nim upra­vlja­njem porabe energije kljub iz­bolj­ša­ni zmo­glji­vo­sti. Ta učin­ko­vi­tost naredi pro­ce­sor­je Armv9 še posebej privlačne za mobilne naprave, vgrajene sisteme in internet stvari (IoT).

Kateri so glavni primeri uporabe za Armv9?

Zaradi svoje vse­stran­sko­sti in zmo­glji­vo­sti se ar­hi­tek­tu­ra Armv9 uporablja na številnih področjih. Najbolj pomembni primeri uporabe sta namenski strežniki in umetna in­te­li­gen­ca.

Namenski strežniki

Armv9 se uporablja v namenskih stre­žni­kih, ki jih za­go­ta­vlja­jo po­dat­kov­ni centri in ponudniki storitev v oblaku. Zaradi kom­bi­na­ci­je visoke zmo­glji­vo­sti in ener­get­ske učin­ko­vi­to­sti je ta ar­hi­tek­tu­ra primerna za spe­ci­a­li­zi­ra­ne naloge in delovne obre­me­ni­tve, ki so potrebne v sodobnih po­dat­kov­nih centrih. Ponudniki storitev v oblaku imajo koristi od nižjih obra­to­val­nih stroškov, ki jih omogoča manjša poraba energije, medtem ko stranke uživajo boljšo zmo­glji­vost in za­ne­slji­vost.

Umetna in­te­li­gen­ca in strojno učenje

Op­ti­mi­za­ci­je Armv9 za AI in ML naredijo to ar­hi­tek­tu­ro še posebej primerno za umetno in­te­li­gen­co. S podporo za SVE2 se lahko AI algoritmi izvajajo hitreje in učin­ko­vi­te­je, kar omogoča obdelavo velikih po­dat­kov­nih nizov in izvajanje kom­ple­ksnih izračunov. To je pomembna prednost za AI-poganjane storitve, kot so glasovni asistenti, pre­po­zna­va­nje slik in av­to­ma­ti­zi­ra­no spre­je­ma­nje odločitev.