隨著人工智能和物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，半導體產(chǎn)業(yè)也迎來了新的機遇，我國的芯片產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的狀態(tài)。作為全球領先的半導體知識產(chǎn)權提供商Arm公司，全世界超過95％的智能手機和平板電腦都采用Arm架構。Arm中國董事長兼首席執(zhí)行官Allen Wu表示，中國客戶推出的Arm芯片銷量已超過160億，Arm是唯一的非美國計算平臺，Arm會像過去一樣，持續(xù)向中國合作伙伴提供技術支持。2019年10月25日，年度科技大會“2019 Arm年度技術論壇”在上海浦東麗思卡爾頓酒店成功舉辦，來自Arm和業(yè)界的專家們分享了未來技術的洞察和靈感，共同探討全球智慧科技的最新脈動，下面是論壇的精彩演講內容。
論壇首先由Arm 中國執(zhí)行董事長兼首席執(zhí)行官Allen Wu作歡迎致辭，Allen Wu表示，Arm徹底改變了社會的生活和生產(chǎn)方式。隨著第五波計算革命的來臨，這是一個數(shù)字驅動的時代，超過1，500億顆芯片出貨，Arm無處不在。以自動駕駛為例，Arm架構的芯片可以在芯片算力、成本和功耗上達到最佳。Arm是全球唯一的支持萬億級計算架構和生態(tài)系統(tǒng)的公司。未來，無論是本地還是邊緣及云端對AI能力的更高要求，將推動算力的提升，一個全新的計算時代即將到來。
隨后，Arm市場營銷計劃副總裁Ian Smythe帶來了主題為《Arm Keynote Speech》的演講，他表示，我們正在進入一個新的計算時代，也就是第五波的計算時代，5G、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和云計算等給產(chǎn)業(yè)帶來了新的機遇和體驗。Ian Smythe提到了Arm支持特定任務的SoC定制，包括Arm從產(chǎn)品演進的焦點轉移到運用實際案例驅動的解決方案；跨IP邊界進行優(yōu)化，并在解決方案中改進產(chǎn)品；采用系統(tǒng)方法解決未來的工作量。
緊接著，Arm中國物聯(lián)網(wǎng)服務小組負責人Ray Chen的演講主題是《使物聯(lián)網(wǎng)成為可能—從設備到數(shù)據(jù)》，他表示，未來是數(shù)據(jù)驅動的計算時代，是物理和數(shù)字的融合世界，物聯(lián)網(wǎng)、5G和機器學習技術的發(fā)展，給設備和數(shù)據(jù)帶來了機遇。數(shù)字增長，帶來數(shù)據(jù)爆炸，Arm要做的就是將物理數(shù)據(jù)和數(shù)字數(shù)據(jù)進行融合，迎接新的計算時代，他提到，中國是Arm在全球最重要的市場之一。他認為，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展帶來了物理數(shù)據(jù)的迅速增長，到2035年，5G世界將有1萬億物聯(lián)網(wǎng)設備。Ray Chen表示，下一代應用程序將結合物理和數(shù)字數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)應用程序進行數(shù)字轉換。效率、成本和收入等都是考量的關鍵，新的業(yè)務應用程序是否帶來數(shù)據(jù)價值，帶來連接性、可伸縮性和受限設備的安全性，這些都是重要的因素。
然后是Centec Networks首席執(zhí)行官兼聯(lián)合創(chuàng)始人James Sun進行演講，他的演講主題是《5G和AI時代的網(wǎng)絡交換芯片：應用，設計和挑戰(zhàn)》，James Sun表示，盛科網(wǎng)絡15年專注于以太網(wǎng)交換芯片和系統(tǒng)，網(wǎng)絡交換機能為子網(wǎng)絡中提供更多的連接端口，以便連接更多的計算機，以太網(wǎng)技術已成為當今最重要的一種局域網(wǎng)組網(wǎng)技術。網(wǎng)絡交換芯片是交換機的核心部件，每秒傳輸幾兆位的數(shù)據(jù)，它的應用包括數(shù)據(jù)中心、光學、云計算和5G等。他提到，伴隨著5G、AI和云驅動帶寬的增長，網(wǎng)絡交換芯片為了適應下一代高速網(wǎng)絡特點的需要，提供網(wǎng)絡服務質量控制，不斷適應新的網(wǎng)絡應用，邊緣計算和工業(yè)網(wǎng)絡也帶來了芯片的增長。如何有效管理和操作網(wǎng)絡，在智能網(wǎng)絡時代，人工＋控制器＋基礎網(wǎng)絡是一種趨勢，換號、機對機API、遙測網(wǎng)絡、狀態(tài)和行為等都將出現(xiàn)。盛科網(wǎng)絡研發(fā)的開關芯片集成計算能力，預先計算可視化數(shù)據(jù)以減少對網(wǎng)絡分析服務器或網(wǎng)絡控制器的壓力，Centec正在把聲波傳送到ARM平臺，配合最佳性能／電力／成本，芯片將引領未來的創(chuàng)新。
在Arm高級產(chǎn)品營銷經(jīng)理Helena Zheng帶來的主題為《加速AI工作負載的解決方案》的演講里提到，AI在端點中被用來做聲音的識別和創(chuàng)建，關鍵字定位、語音識別，自然語言處理、語音合成等。市場上對人工智能需求的多樣性，其中對于設計者而言，需要考慮最佳的用戶體驗和響應能力，高效節(jié)能設計的最高性能，卓越的中檔設計用戶體驗，平衡性能與面積和功率，提供最先進的用戶體驗、降低成本的設計方案，在最小的區(qū)域優(yōu)化性能等。針對AI帶來的工作負載，Arm高級產(chǎn)品營銷經(jīng)理Helena Zheng表示，Arm為每個細分市場引入Ethos NPUs，如Arm Ethos－N77針對性能關鍵型的人工智能，能進行應用程序的交付，同時又有成功的案例；Arm Ethos－N57使人工智能應用在中端設備平衡，成本與效率上表現(xiàn)出色，電池壽命限制完美；Arm Ethos－N37支持人工智能應用程序，適用于對成本最敏感的應用和端點設備。建立一個成功的人工智能生態(tài)系統(tǒng)需要一個地球村，通過只有Arm才能帶來的可信賴的合作伙伴關系來平衡這個新世界，Arm生態(tài)系統(tǒng)是幫助你建立完整的解決方案，人工智能生態(tài)系統(tǒng)從優(yōu)化CPU軟件開始擴展到GPI和Arm NPUs，Arm人工智能生態(tài)系統(tǒng)擁抱開源軟件Arm NN，Arm AI生態(tài)系統(tǒng)提供端到端的開發(fā)者資源在任何地方快速、輕松地部署AI應用程序，Arm在市場中的中心地位保證了最強的人工智能生態(tài)系統(tǒng)。Arm的精神理念是Arm的可伸縮和有效的專業(yè)家庭使產(chǎn)品具有更好的功能，不管SoC是什么，Arm都能讓AI和機器學習很容易在Arm上運行。
接下來，Synopsys Kelvin Xu的演講主題是《IP為AI和汽車設計的未來提供動力》，深度學習的不斷進步，給SoC設計帶來了機遇和挑戰(zhàn)，由于深度學習需要占用大量的計算資源，在深度學習的過程中需要大量的數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行標記，如何降低計算機的功耗成為一個難題。Kelvin Xu表示，高帶寬的低延時是AI的一個基本要求，SoC的挑戰(zhàn)有很多，其中信息安全和功能安全是非常重要的一塊。人工智能的基礎是芯片，軟硬件的載體都在芯片里面，以自動駕駛的應用為例，Kelvin Xu表示，Synopsys為自動駕駛汽車應用提供完整的解決方案，包括工具和IP，這些解決方案要從系統(tǒng)軟件、硬件架構、IP、低功耗、安全性和測試等方面適應AI應用的特殊需求。不管是人工智能還是自動駕駛，都有很好的前景，但是都需要產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)的共同努力，Synopsys提供完整的DesignWare IP解決方案，涵蓋ARC處理器、DDR、USB等不同工藝及協(xié)議IP，在提高技術創(chuàng)新的同時，也會持續(xù)支持合作伙伴，為產(chǎn)業(yè)做貢獻。
Arm公司不只是一個IP供應商，軟件和工具同樣做得很好。Arm高級產(chǎn)品營銷經(jīng)理Helena Zheng帶來主題為《使用Arm軟件和工具最大化AI平臺的性能》的演講，她表示，機器學習和人工智能是無處不在的，用神經(jīng)網(wǎng)絡模型改進最先進的哈希和索引函數(shù)，學習哈希函數(shù)可以減少浪費的數(shù)量，在延遲僅增加13ns的情況下最多增加80％的存儲。Arm擁有很多機器學習合作伙伴，它們來自成千上萬，專注于不同的垂直領域的公司。開發(fā)人員期望一個開放的、通用的軟件接口，以彌補差距在流行的框架和IP之間每一段，Arm高級產(chǎn)品營銷經(jīng)理Helena Zheng表示，使用開放標準加速ML部署能有效地提升產(chǎn)品性能，在嵌入式＋物聯(lián)網(wǎng)、手機、汽車、數(shù)字電視、機頂盒和基礎設施等上應用。Arm針對神經(jīng)網(wǎng)絡推理引擎，Arm NN非常有效串聯(lián)現(xiàn)有NN框架和底層IP之間，從現(xiàn)有的神經(jīng)網(wǎng)絡框架到開發(fā)人員可以維護現(xiàn)有的工作流程和工具，優(yōu)化的Cortex－A CPU， Mali GPU和Arm NPU，圖形和內核優(yōu)化，準備NPU多核，開源并通過MIT許可等，對Android操作也支持。Arm計算庫為CPU和GPU優(yōu)化的底層內核，Arm將面對多個細分市場，助推產(chǎn)品系列設計，滿足AI、邊緣端算力，構建中國生態(tài)。
隨后，Arteris IP公司Gary Ge帶來主題為《將AI加速器集成到具有功能安全性的汽車SoC中》的演講，他表示，Arteris IP公司是2003年成立的，它是一家互聯(lián)IP公司，致力于面向 AI、汽車、手機、物聯(lián)網(wǎng)等領域提供旨在加快片上系統(tǒng)半導體裝配速度的片上網(wǎng)絡互連IP產(chǎn)品。汽車正在驅動高價值的AI和ML系統(tǒng)，Arteris IP就好比是SoC的數(shù)據(jù)高速公路，包括對AT EDGE（車輛）、數(shù)據(jù)中心和FOG（基礎設施和通信）等進行服務，AI和ML系統(tǒng)是實現(xiàn)3級HW加速優(yōu)化SOC以實現(xiàn)片上功耗和性能的最佳組合。人工智能加速器的發(fā)展趨勢是用于“通用”訓練或推斷的MESH和其他“常規(guī)”拓撲，如數(shù)據(jù)中心的巨大規(guī)模SoC，一個或多個處理元素（PE）、記憶（緩存）或I／O控制器，路由器的每個角落，對于最佳的片外HBM2等。子系統(tǒng)的平鋪允許大量的可伸縮性，但是需要系統(tǒng)級性能和功率權衡，因為這樣可以更容易的地方和路線團隊到大規(guī)模（硬宏），可以簡化頂級互連或允許可伸縮地重用現(xiàn)有的NoC體系結構。我們的設計經(jīng)驗是需要額外的邏輯和內存在瓦片，增加NoC尋址的復雜性，減少系統(tǒng)級優(yōu)化的靈活性，內存交錯能力和管理等。Gary Ge表示，基于“更細分”加速算法需求的驅動，高速緩存一致性在車輛中變得越來越普遍，NoC互聯(lián)是實現(xiàn)自主駕駛soc的關鍵。關于汽車SoC設計的經(jīng)驗是將AI和ML集成到功能安全中，芯片上的NoC互連是數(shù)據(jù)流在人工智能HW加速器和SoC級別的關鍵推動者，允許優(yōu)化所需的功率／性能權衡，提供硬件內的數(shù)據(jù)保護，以滿足功能安全要求，可大規(guī)模擴展的系統(tǒng)使用網(wǎng)格和網(wǎng)表級平鋪來連接加速器子系統(tǒng)，具有更嚴格的能力和實時處理要求的邊緣系統(tǒng)正在實現(xiàn)等。
在Arm公司Sinan Yalcin的主題演講《適用于從移動，汽車到家庭的各種設備中最節(jié)能的顯示處理器》里面提到，Arm從2013年支持顯示處理器到現(xiàn)在，先后推出了3個合成層、4個合成層、8個合成層、信任層、協(xié)同處理器接口等，通過VR加速HW功能，PPA優(yōu)化720p到1080p，4K VR性能、雙顯示、HDR10管理等提升產(chǎn)品性能。以Arm Mali顯示解決方案為例，具備擴展，旋轉，卓越的圖像質量和HDR，色彩／色域和伽瑪管理，環(huán)境光適應性，低功耗，單通，MMU－600和AFBC支持，優(yōu)化軟件，支持主要的顯示行業(yè)標準等。Sinan Yalcin表示，Arm Display解決方案的目標市場是平板電腦、手機、家居產(chǎn)品、移動虛擬現(xiàn)實等，Mali－D71和Komeda架構為為高性能設備提供4K＠120性能，支持雙顯示，4K120（并排模式），8層（4個定標器），MMU－600和AFBC支持，通過CPI顯示5個via CPI，HDR10和HLG支持，混合HDR和SDR組成。Mali－D37支持PPA優(yōu)化單顯示，用于入門級和主流設備的DPU，是主流和入門級設備的標配。Mali－D37是Arm第一款源自Komeda架構中實現(xiàn)主流和入門級的性價比非常好的Mali－D71，在智能手機和平板電腦、智能家電等都有應用。他表示，Mali－D37是最小面積DPU，最小的區(qū)域采用16nm工藝。單一顯示，4個組成層，支持AFBC和MMU，Mali－D37有豐富的功能集，縮放圖像質量高，旋轉高效，未壓縮的圖層首先AFBC－encoded，HDR10， HLG和混合HDR－SDR，高質量的HDR體驗。Arm的顯示器解決方案還有Android軟件棧。未來主流智能手機的顯示解決方案是WQHD＋分辨率，生態(tài)系統(tǒng)是由Arm和Synopsys實現(xiàn)?？傊?，Mali－D37具有高性能，是主流和入門級設備的配置，高達30％的系統(tǒng)節(jié)能和內存管理的改進，首先為Komeda architecture DPU，為主流設備提供1080P到2048P的顯示現(xiàn)實。
Android作為一款應用最廣的移動端操作系統(tǒng)之一，此前，谷歌已經(jīng)表態(tài)，所有的Android應用都將支持64位代碼。Arm公司David Whaley的演講主題是《為什么要遷移到64位Android？》，他表示，64位Android滿足復雜的移動設備要求，其中影響創(chuàng)新和用戶體驗的因素包括性能、安全、隱私等。64位支持Arm最安全的應用核心，擁有功能包括檢測內存安全和漏洞，強大的保護，反對返回和跳躍，面向編程，使PSA能夠創(chuàng)建易于維護的實現(xiàn)。64位Android生態(tài)系統(tǒng)很重要，是因為它啟用新的體系結構特性和說明，性能優(yōu)勢明顯，如針對游戲引擎的好處是減少加載時間，F(xiàn)PS性能好，更好的Java應用程序性能，增強了安全功能，新的ISA功能，更好的安全和內容保護，專注于單個ISA會帶來節(jié)省、一致性和更好的時間等。Arm 64位生態(tài)系統(tǒng)提供的支持包括Arm技術指導與優(yōu)化、Arm工程移動核心團隊、升級Android運行時的64位優(yōu)化、改善Java應用程序性能、應用程序構建和優(yōu)化的最佳實踐、為代碼大小和性能提供文檔化的編譯標志……AArch64能快速遷移到64位Android生態(tài)系統(tǒng)，是最佳的安全程序和系統(tǒng)，，AI、ML和AR的性能增強。采用AArch64的優(yōu)勢是訪問改進了代碼和平臺安全性，減少軟件攻擊面，比64／32位系統(tǒng)使用更少的內存，降低設備驗證成本，使用集中微架構，AArch64改進速度快于AArch32。對于中國Android生態(tài)系統(tǒng)的支持，David Whaley表示預計中國生態(tài)系統(tǒng)將遵循類似的64位Android時間表，2020年中國DRAM密度預測允許64位Android，大多數(shù)細分市場的設備，包括低端智能手機，Arm保留32位支持，允許構建雙ABI設備，為2021年底的CPU產(chǎn)品提供支持。最后，他表示，64位Android生態(tài)系統(tǒng)不會影響Java應用程序的性能、安全性和未來，兼容Android設備和生態(tài)系統(tǒng)。
緊隨其后的是Arm公司Daniele Di Donato，他給大家?guī)碇黝}為《首款基于Valhall架構的GPU為大眾市場提供高保真內容》的演講，他表示，Arm已經(jīng)有多款移動GPU，主打高、低兩端市場，已經(jīng)發(fā)布的Mali－G57 GPU面向中端市場，Mali－G57 GPU是第一個基于Valhall架構的主流GPU，與早期的GPU相比，它的能源效率也提高了1．3倍。在VR中支持集中式渲染，并且機器學習性能提高60％。Arm和實時3D開發(fā)平臺untiy公司合作發(fā)布的基于Arm IP的片上系統(tǒng)（SoC）、CPU、GPU會有更好的沉浸式體驗。Valhall架構在性能、密度和效率等方面有著重大的改進，Daniele Di Donato表示，采用Valhall架構的Mali G57相比G52能效比和性能都提升了30％，機型學習能力提升60％，Mali G57在網(wǎng)絡性能和靈活性上面的提升很大，為虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實等應用帶來更強大性能，由于市場對產(chǎn)品性能的持續(xù)提升，Mali－G57能夠為主流智能手機和家用電器的高保真內容、4K和8K顯示界面等帶來好的體驗，同時對機器學習和人工智能也能支持。他提到，Mali G57能夠處理HDR圖形，能基于物理圖像的體積進行渲染處理，達到最好的效果，這對于游戲應用很有幫助。