芯片，“左右”未來智能汽車的變革速度。而數據處理效率以及安全保障，對於新的電子架構、自動駕駛等等至關重要。
Arm近日發佈了幾款全新的IP，旨在讓智能汽車開發商更容易將他們的設計方案推向量產市場。
據該公司介紹，三種新處理器IP將集成到一個系統芯片上——Arm Cortex-A78AE處理器、Mali-G78AE圖形處理器和Mali-C71AE圖像信號處理器。
Arm表示，Cortex-A78AE、Mali-G78AE和Mali-C71AE是現有的Cortex-A78、Mali-G78和Mali-C71的高階版本，面向自動駕駛車輛的高強度工作負載。
在軟件開發支持方面，Arm提供了Arm Fast Models，可用於構建功能精確的虛擬平臺，使軟件開發和驗證先於硬件可用性。還有Arm Development Studio，其中包括由德國TUV SUD認證的Arm編譯器。
這些新產品方案的推出，目的是為了提供更高效和安全的數據處理，以實現自主決策的效率、安全和潛力。
儘管，完全自動駕駛車輛或無人駕駛汽車可能還需要數年時間才能投入商用，但先進的駕駛輔助系統(ADAS)已經可以幫助減少多達40%的事故。
Arm汽車和物聯網副總裁Chet Babla表示，新技術將安全放在首位，但也提供了能效和性能提升。
一、提高性能功耗比
Cortex-A78AE是Cortex-A76AE的後續產品，其微架構已經在多個方面進行了改進。它的特點是額外的帶寬，改進的分支檢測，以及比上一代帶寬高50%的內存子系統。
但是Cortex-A78AE最突出的特性可能是宏操作緩存，這種結構設計用於保存解碼指令，解耦獲取引擎和執行，以支持動態代碼序列優化。
Arm表示，這些創新使得整型和浮點計算的性能比Spec2006綜合基準套件提高了30%以上。此外，它們還有助於提高Cortex-A78AE的功率效率。
在7納米器件上，Cortex-A78AE以低60%的功率實現了目標性能，在相同的功率（耗電量）下性能提高了25%。
此次，Arm將Cortex-A78AE的安全特性作為主要進步進行重點“宣傳”。
當Cortex-A76AE引入Split-Lock架構時，它被視為安全計算新時代的誕生。及時檢測邏輯中的故障對解決行業標準(如ISO 26262/IEC 61508)規定的功能性安全問題大有幫助。
但是新的架構帶來了新的挑戰——可用性、ASIL B支持和全系統功能安全性。Cortex-A78AE通過一系列的安全功能直面這些挑戰。
首先，Arm通過增加時間多樣性來增強原來的鎖步能力，以防止常見原因的故障，這是一個很小但非常重要的增加。
除了拆分模式操作之外，還增強了混合模式——這是一種進步，允許共享的DSU-AE邏輯在鎖模式下繼續運行，而cpu保持獨立(拆分)。
這樣做的好處有兩方面：
1、在FMEDA中，DSU-AE計數對診斷覆蓋率的額外覆蓋；2、cpu可以單獨離線進行測試，而集群本身仍可用於計算，儘管計算能力有所降低。
此外，標準的安全措施，如緩存保護邏輯在Cortex-A78AE中仍然是強制性的，可用性進一步增強，增加了線鎖定支持，以避免觸及緩存結構中的錯誤位置。
最後，Cortex-A78AE帶有AMBA奇偶性保護功能，它的架構與AE IP組合套件一起工作。這是一種簡單且有效的方式，可以在SoC的其餘部分擴展功能安全保護傘，從而實現端到端(E2E)保護能力的目標。
此外，Cortex-A78AE可以在處理器集群中擴展到最多4個核，並且可以在L1、L2和L3中使用不同大小的緩存。
儘管Cortex-A78AE的性能令人印象深刻，但汽車及工業領域的計算平臺需要混合功率效率、算法強度和直接計算吞吐量。
正確大小的計算是當今的口號。簡單地說，沒有一個微體系結構能夠滿足這些細分市場的應用程序需求。
例如，一個自動駕駛平臺需要在使用車輛控制之前感知數據、感知障礙物並決定正確的路徑矢量。只有中間的兩個任務，需要大量不同的算法來執行。
為此，除了內存接口和類型之外，CPU還支持以各種緩存大小(L1、L2和L3)進行配置。比如，Cortex-A78AE可以與Cortex-A65AE在異質計算集群中配對，並且可以通過加速器相干端口與加速器耦合。
這種新的混合模式允許分割鎖功能，其中處理器成對運行，在不影響性能的情況下滿足較低級別的安全要求，而SoC計算體系結構也可以部署到不同的域控制器上。
二、硬件分離
與Cortex-A78AE互補的是最新推出的Mali-G78AE，這是一個全新的圖形組件，可以解決自動駕駛系統中的異構計算需求。
G78AE GPU提供了一種新的資源分配方法，它具有一種稱為靈活分區的特性，這使得圖形資源可以專用於不同的工作負載，同時保持彼此獨立。
基本上，Mali-G78AE可以被分割成一個系統中的多個GPU，有多達4個用於工作負載分離的專用分區，這些分區可以使用用於事務的單獨內存接口分別上機、關機和復位。
Mali-G78AE可以從1個shader core擴展到24個，在新的架構中，這意味著可以按照8個slices配置，每個slices有三個shader core。
每個slices有獨立的內存接口、工作控制和L2緩存，以確保分離的功能安全和信息安全，slices也可以組合在一起，在多達四個分區可配置軟件。
Mali-G78AE還包括專用的硬件虛擬化，這意味著GPU作為一個整體（即每個單獨的分區）可以在多個虛擬機之間進行虛擬化。
除此之外，它還具有安全特性，包括鎖步、內置自測試、接口奇偶校驗、隔離檢查和只讀內存保護。
新Mali-G78AE GPU為獨立的安全工作負載提供了多達4個獨立分區的靈活分區。例如，汽車上的信息娛樂系統、具有安全要求的儀表和駕駛員監控系統現在都可以通過硬件分離同時獨立運行。
三、視覺感知，仍是大難題
Mali-C71AE，利用硬件安全機制和診斷軟件來預防和檢測故障，並確保“每一個像素的可靠性”。
Arm表示，事實上，Mali-C71AE是Mali相機系列ISPs中首款內置安全功能的產品。同時，支持ASIL B/SIL 2安全能力，提供1.2千兆像素/秒的吞吐量。
Mali-C71AE支持最多4個實時攝像頭輸入或者16個來自內存的攝像頭數據流。相機輸入可以用多種方法進行處理，包括按接收順序、按編程順序或按各種其他軟件定義的模式。
先進的空間降噪、每次曝光噪聲分析和色差校正為計算機視覺應用提供了優化的數據，為ADAS和人機界面應用提供了實時安全功能，使系統級功能安全符合400多個專用故障檢測電路和內置自檢。
此外，Mali-C71AE具有超寬動態範圍的24位處理，提供了獨立的動態範圍管理、感興趣的區域操作和用於進一步分析的平面直方圖。
最新消息，上述新的Cortex CPU將在下一代Nvidia Orin SoC中為邊緣AI提供先進的性能和安全性。
考慮到英偉達正在準備收購Arm公司，全球監管機構壟斷審核剛剛開始，此次Arm推出的新產品方案，業內人士坦言，“監管放行”壓力越來越大。
畢竟，英偉達+Arm，想象空間太大。
