Arm新一代旗艦發佈，各項效能大幅提升，全球高端手機受益

Arm公司安謀控股

前言：Computex（中國臺北國際電腦展）於28日正式開幕，27日安謀控股公司ARM宣佈新一代旗艦發佈，Cortex-A77處理器、Mali-G77 GPU，並強化現有ML（機器學習）處理器效能。新一代產品將重新定義2020年全球頂級智能手機效能，並提供次世代的人工智能體驗。

什麼是Arm公司，Arm架構是什麼

安謀控股公司（ARM Holdings plc.）又稱ARM公司，是日本軟銀集團旗下的半導體設計與軟件公司，全球總部位於英國劍橋，北美總部位於美國聖何塞。主要的產品是ARM架構處理器及相關外圍組件的電路設計方案，產品以知識產權核授權的形式與相應的軟件開發工具一起向客戶銷售。ARM架構，被稱作高級精簡指令集機器RISC，其廣泛地使用在許多嵌入式系統設計。由於節能的特點，ARM處理器非常適用於移動通信領域，匹配其主要設計目標為低成本、高性能、低耗電的特性。ARM處理器可以在很多消費性電子產品上看到，從便攜式設備（PDA、移動電話、多媒體播放器、掌上型電子遊戲和計算機）到計算機外設（硬盤、桌面型路由器），甚至在導彈的彈載計算機等軍用設備芯片中都離不開他的存在。

為什麼其如此重要以致能影響全球市場

ARM總部位於是英國劍橋，其掌握全球約90% 的芯片設計業務。ARM 本身不製造，也不販售芯片，而是銷售技術授權，從最基礎的指令集，到特定的核心設計，以及後續的處理器優化，都是ARM 的業務範疇。

ARM的商業模式，能降低廠商生產處理器的門檻，讓手機生產商可以不必進行高風險的底層開發，而是通過向ARM購買授權，再請臺積電、三星等晶圓廠製造所需的芯片。其次是ARM公司掌控指令集的開發節奏，讓系統既不需要頻繁去適應新的指令集，又能更深入地對指令及優化。

因此全球大多數頂級手機廠商通過向ARM 購買授權，得以快速生產自家處理器，而不用承擔失敗的風險，大幅加快芯片生產運作。

但需要特別指出的是，蘋果公司與其他手機生產廠商不同，蘋果有自己專門的CPU設計團隊。目前，在Cpu效能方面，蘋果公司自家設計A系列處理器相較Arm架構的處理器仍然有著極為明顯的優勢。從官方給出的性能來看，即使是剛剛設計出尚未能生產成芯片的ARM Mali-G77新架構的性能也僅僅是接近目前蘋果A12的水平，然而蘋果新一代A13已在臺積電生產過程中即將問世。

Arm發佈了什麼

Arm在臺北國際電腦展開展前，推出全新旗艦級解決方案，包含Arm Cortex-A77中央處理器、Mali-G77繪圖處理器與Arm ML機器學習處理器，並且搭配日前推出的Mali-D77顯示處理器，讓終端裝置能夠發揮更高運算效能，並且應對5G聯網時代更高運算效能需求，同時也能配合長時間聯網與雲端協作實現更全面的運算效益。

其全新推出的Cortex-A77 CPU架構，相比前代A76架構設計約提升20%效能，並直接在完整處理器架構設計導入針對人工智能技術應用需求打造的獨立NPU，其可在機器學習等應用效能表現大幅提升。通過硬件與軟件的最佳化，過去兩個世代的Cortex-A7x系列處理器(Cortex-A76與Cortex-A77)的整體ML效能，已經提升35倍。全新的Cortex-A77 CPU在智能手機有限的功耗限制下，在性能上媲美今日主流筆電、同時又兼顧同級最佳能耗效率。

Cortex-A77 CPU架構相比先前Cortex-A76 CPU架構，在相同基礎上加上支援Arm v8.2指令集、加倍設計的分支預測頻寬，並且提升預測精度，同時也提升分支目標緩衝快取，分別在L1加大4倍、在L2加大2倍，另外更提升亂序核心運算頻寬提升，而整數執行頻寬也加大50%，記憶體子系統效能也進一步提升，並且兼容Arm DynamIQ運作模式設計。

另外，在此次推出的Mali-G77 GPU，則相比先前推出的Mali-G76 GPU提升約40%效能，並且導入Valhall架構設計，同時針對渲染引擎、紋理處理流程，以及存取快取效率大幅提升讓每瓦效能提升約30%。

而藉由Mali-G77 GPU進行機器學習運算加速，約可提升60%效率，並且讓人工智能運算中使用推論與神經網路執行效率增加，藉此讓裝置端的顯示效能更為流暢。通過接連幾代的持續強化，為開發人員提供更多的效能，以便他們為移動app生態系統設計出更多沉浸式的遊戲。

在人工智能機器學習(ML)方面，Arm認為單純通過製程、提升時脈的方式已經難以持續維持摩爾定律，因此推出的Project Trillium，即是採用異構運算的ML平臺，包括Arm ML處理器以及開放原始碼的Arm NN軟件框架，目前正搭載在超過2.5億臺Android裝置上。隨著機器學習使用案例的需求越來越高，開發人員也更渴望能利用系統上專屬神經處理器(NPU)的優勢。自從去年宣佈推出Project Trillium後，Arm已經針對ML處理器進行強化，包括超過兩倍的能源效率，達到每瓦5兆次運算(TOPs/W)、記憶體壓縮技術提升達三倍以及提升至高達八核心的次世代峰值效能，與每秒最高32兆次運算(TOP/s)。

Arm IP產品事業群總裁Rene Haas表示，諸如Google Translate、語音辨識等機器學習技術，現在已經在使用者手中的Arm架構裝置上執行，全球約有40億支智能手機，其中約有8成5執行機器學習或AI，這些運算工作仰賴CPU或是GPU執行，突顯出處理器技術發展對AI的重要性。

他表示，Arm持續投入CPU及GPU處理器IP的藍圖，以滿足機器學習及AI人工智慧的運算需求。而不僅是機器學習及AI驅動處理器的發展，沉浸式的虛擬實境（VR），或是擴增實境（AR）互動體驗，或是更高畫質的行動遊戲，這些需求都會驅動CPU或GPU處理器快速發展。

結語：去年的ARM發佈的Cortex-A76通過於7nm TSMC工藝的結合，帶來了巨大的性能和效率飛躍，誕生了華為麒麟980和高通驍龍855等強大效能的手機芯片，今年提升大幅升級後的新一代Cortex-A77勢必引領全球高端安卓旗艦手機性能的全面飛躍，帶動全球高端手機受益。針對Arm新一代旗艦產品，它的未來產品您看好嗎，您覺得市場上又有什麼產品能夠替代，歡迎留言發表您的觀點。