Реклама
Home Hardnews SVE2, безопасность и следующее десятилетие

SVE2, безопасность и следующее десятилетие

Реклама


Прошло почти 10 лет с тех пор, как Arm впервые анонсировала архитектуру Armv8 в октябре 2011 года, и это было довольно насыщенное событиями десятилетие вычислений, поскольку архитектура набора инструкций получила все большее распространение через мобильное пространство в серверное пространство, а теперь начинает становиться распространенным в рынок потребительских устройств, таких как ноутбуки и будущие настольные компьютеры. На протяжении многих лет Arm развивал ISA с различными обновлениями и расширениями архитектуры, некоторые из которых были важными, а некоторые, возможно, легко просматривались.

Реклама

Сегодня, в рамках мероприятия Arm’s Vision Day, компания объявляет первые подробности новой архитектуры Armv9, закладывая основу того, что Arm надеется стать вычислительной платформой для следующих 300 миллиардов чипов в следующем десятилетии.

Большой вопрос, который, вероятно, зададут себе читатели, заключается в том, что именно отличает Armv9 от Armv8, чтобы гарантировать такой большой скачок в номенклатуре ISA. По правде говоря, с чисто ISA-точки зрения, v9, вероятно, не такой фундаментальный скачок, как v8 был по сравнению с v7, который представил совершенно другой режим выполнения и набор инструкций с AArch64, которые имели более крупные микроархитектурные разветвления по сравнению с AArch32, такие как расширенные регистры, 64 -битовые виртуальные адресные пространства и многие другие улучшения.

Armv9 продолжает использовать AArch64 в качестве базового набора инструкций, однако добавляет несколько очень важных расширений в свои возможности, которые гарантируют увеличение нумерации архитектуры и, вероятно, позволяют Arm также добиться своего рода перестройки программного обеспечения не только для новые функции v9, а также различные расширения v8, которые мы видели за последние годы.

Читайте также:
Yoga Tab 3 и Yoga Tab 3 Pro: встречаем новые флагманы от Lenovo

Три новых столпа Armv9, которые Arm видит в качестве основных целей новой архитектуры, — это безопасность, искусственный интеллект и улучшенные возможности векторной обработки и цифровой обработки сигналов. Безопасность — очень большая тема для v9, и мы рассмотрим новые подробности новых расширений и функций чуть более подробно, но избавиться от функций DSP и AI в первую очередь должно быть несложно.

Вероятно, самая большая новая функция, которая обещана в новых процессорах, совместимых с Armv9, которая будет немедленно видна разработчикам и пользователям, — это базовая характеристика SVE2 в качестве преемника NEON.

Масштабируемые векторные расширения, или SVE, в своей первой реализации были анонсированы еще в 2016 году и впервые реализованы в ядрах ЦП Fujitsu A64FX, которые теперь используются в суперкомпьютере №1 в мире Fukagu ​​в Японии. Проблема с SVE заключалась в том, что эта первая итерация нового набора инструкций SIMD с переменной длиной вектора была довольно ограничена по объему и была больше нацелена на рабочие нагрузки HPC, пропуская многие из более универсальных инструкций, которые все еще поддерживались NEON.

SVE2 был анонсирован еще в апреле 2019 года., и попытался решить эту проблему, дополнив новый масштабируемый набор инструкций SIMD необходимыми инструкциями для обслуживания более разнообразных рабочих нагрузок, подобных DSP, которые в настоящее время все еще используют NEON.

Преимущество SVE и SVE2 помимо добавления различных современных возможностей SIMD заключается в их переменном размере вектора, от 128b до 2048b, что позволяет изменять размерность векторов 128b, независимо от того, на каком фактическом оборудовании работает. Чисто с точки зрения векторной обработки и программирования это означает, что разработчику программного обеспечения нужно будет скомпилировать свой код только один раз, и если в будущем ЦП выйдет с, скажем, собственными конвейерами выполнения SIMD 512b, код сможет уже использовать всю ширину блоков. Точно так же тот же код может работать в более консервативных проектах с меньшей шириной аппаратного исполнения, что важно для Arm, поскольку они проектируют ЦП от Интернета вещей до мобильных устройств и центров обработки данных. Он также делает все это, оставаясь в пространстве кодирования 32b архитектуры Arm, тогда как альтернативные реализации, такие как x86, должны добавлять новые расширения и инструкции в зависимости от размера вектора.

Читайте также:
Патент Apple поможет легче найти друзей

Машинное обучение также рассматривается как важная часть Armv9, поскольку Arm видит, что в ближайшие годы все больше и больше рабочих нагрузок машинного обучения станут обычным явлением. Выполнение рабочих нагрузок машинного обучения на выделенных ускорителях, естественно, по-прежнему будет требованием для всего, что имеет решающее значение для производительности или энергоэффективности, однако по-прежнему будет широко распространяться новое внедрение рабочих нагрузок машинного обучения меньшего объема, которые будут выполняться на процессорах.

Инструкции по умножению матриц являются ключевыми здесь и станут важным шагом на пути к более широкому внедрению в экосистеме как базовой функции процессоров v9.

В целом, я считаю SVE2, вероятно, наиболее важным фактором, который оправдал бы переход к номенклатуре v9, поскольку это более определенная функция ISA, которая отличает его от процессоров v8 при повседневном использовании, и это гарантирует, что экосистема программного обеспечения будет идти и фактически расходятся с существующим стеком v8. На самом деле это стало серьезной проблемой для Arm в серверном пространстве, поскольку программная экосистема все еще базируется на программных пакетах версии 8.0, в которой, к сожалению, отсутствуют важнейшие большие системные расширения версии 8.1.

Если вся программная экосистема будет двигаться вперед, и возможность предположить, что новое оборудование v9 имеет возможности новых архитектурных расширений, поможет продвинуться вперед и, возможно, частично разрешит текущую ситуацию.

Однако v9 касается не только SVE2 и новых инструкций, но и очень большое внимание уделяется безопасности, и мы увидим некоторые более радикальные изменения.

Читайте также:
Новые странные снимки NASA

Реклама

NO COMMENTS