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Arm正在模糊虛擬和現實的界限，連發布會的開場也開在虛擬世界，移動設備離元宇宙將越來越近。
雷峰網消息，本周Arm發布最新的面向移動端的計算產品組合，包括兩款CPU（高性能Cortex-X3、高效性能Cortex-A715），三款GPU（Immortalis G715、Mali-G715、Mali-G615）。
最值得一提的旗艦級GPU產品Arm Immortalis（中文意思“不朽”），這是Arm GPU的全新系列，Immortalis G715也是Arm首款移動端支持硬件光線追蹤（Ray Tracing）的GPU。當然，也是Arm能夠將移動設備作為元宇宙入口的關鍵。
GPU實現新的里程碑，Arm在市場上最有優勢的移動CPU產品中，性能與功耗的平衡被放在了更重要的位置。
不過，要滿足游戲、元宇宙、AI等對于計算不斷提升的需求，還是需要CPU、GPU等組合的異構計算。因此，Arm在今年同樣強調全面計算解決方案（TCS22），TCS22相比上一代能夠實現28%的性能提升，16%的能耗降低。
更有意思的是，從Arm透露的產品路線圖看，Arm已經準備好沖入元宇宙的時代。
硬件光線追蹤進入移動終端
GPU并非Arm的傳統強項，但其在移動設備市場依舊具有強大的市場統治力，Arm Mali GPU 出貨量已超過 80 億顆。因此，Arm推出硬件級別光線追蹤移動GPU，對于移動市場光線追蹤生態的發展，和光追的普及將具有重要價值。
Arm 高級副總裁兼終端事業部總經理 Paul Williamson直言，Arm推出的全新旗艦級GPU 產品Immortalis，是為了滿足移動應用與游戲對于硬件與性能的新需求。
過去幾年間，無論是高通、聯發科這樣的移動SoC提供商，還是小米、OPPO、vivo等手機OEM，都看準了手游市場的機會，將提升GPU以及游戲體驗作為賣點。手機上可以玩越來越多視覺效果出色的3A游戲。
游戲之外，AR、VR、MR，以及元宇宙都對視覺體驗提出了更高要求。
顯然，無論是桌面端還是移動端GPU都需要邁向下一個階段，而Arm Immortalis無論從命名還是性能都是面向新時代的產品。
Immortalis傳承了Mali GPU的技術積累，相比上一代Mali-G710，Immortalis-G715性能提升15%，能耗節省15%，機器學習性能提升2倍，是Arm迄今為止性能最強的GPU。
高性能會同時帶來功耗的挑戰，對于使用電池供電的移動設備，對功耗又極其敏感，如果不能控制好功耗，就無法帶來良好體驗。對此，Paul Williamson表示，Arm 的光線追蹤單元只占用了約 4% 的著色器核心面積，僅耗費非常小幅的功耗，就能在相關領域帶來3倍性能提升。
圖中左側為未開啟光線追蹤，右側為開啟光線追蹤
Arm也給出了基于其光線追蹤GPU的效果展示，以及峰值性能及FPS/W性能。據悉，Arm的光線追蹤實現是基于標準的 Vulkan API，開發者的可及性非常高。
除了支持硬件光線追蹤的Immortalis GPU，Arm還同時推出了Mali-G715和Mali-G615，Mali G715相比Immortalis-G715主要的差別是不支持硬件光線追蹤，只有7-9個著色器內核（Immortalis-G715有10-16個）。
定位高端的Mali-G615（去年推出的Mali-G610的更新產品）的著色器內核數量為1-6個。2022推出的新款GPU均具備的可變速率著色 (Variable Rate Shading) 圖形功能，能夠在降低能耗的同時，提升游戲性能。
相比GPU支持硬件光線追蹤的亮點，Arm的CPU產品更新就缺乏亮點。
CPU性能提升同時更關注能效
2021年，Arm推出了面向新十年的Armv9架構，并推出了首代基于新架構的一系列CPU產品。去年，Arm預計，新一代架構Armv9將保持超過業界CPU性能提升的速度，未來兩代移動和基礎設施CPU的性能提升將超過30%。
今年推出的全新Arm Cortex-X3，與最新款的安卓旗艦智能手機（運行的上一代Cortex-X2的SoC）相比，性能提升25%，與主流筆記本電腦處理器（Intel Core i7 1260p 28w）相比，性能提升了34%。
作為Arm移動端的性能標桿，也是定制CPU項目，Cortex-X3進行了一系列的技術升級，解碼器每周期指令從5個提升到6個，亂序執行窗口從288提升到320個，整數ALU單元從4個提升到6個，L2緩存容量也從512KB提升到了1MB。
性能提升的同時，Cortex-X3的功耗表現應該也會成為今年旗艦安卓手機關注的焦點。
將被更廣泛使用的新一代CPU是專注于高效性能的Arm Cortex-A715，與上一代Cortex-A710 相比，性能僅提升5%，能效提升 20%，可以媲美Cortex-X1的性能。
為了兼顧能效表現，Cortex-A715的CPU集群采用了基于大小核 (big.LITTLE) 的配置。
另外，去年推出的Armv9架構高效小核CPU Arm Cortex-A510也迎來更新，性能不變的同時將功耗降低5%，并且更新版的DSU-110所支持的CPU集群內核數增加50%，實現了不同等級消費級設備的可擴展性。
從Arm在Cortex-A715中引入大小核配置提高能效，以及更新版Cortex-A510降低功耗，都表明Arm移動端CPU目前在性能和功耗的平衡中所面臨的巨大挑戰，這也是手機SoC設計公司和手機OEM都希望Arm能夠提升的部分。
Paul Williamson告訴雷峰網(公眾號：雷峰網)，“性能和功耗要做好平衡，涉及到的因素非常多。我們與合作伙伴共同致力于在芯片以及SoC設計兩方面做出最佳的選擇。同時，我們也與操作系統廠商和其他軟件生態系統的伙伴合作，確保軟件開發能夠充分利用整個系統的資源。”
Arm沖向元宇宙
從2021年開始，Arm就更加強調全面計算的重要性。
Paul Williamson指出，“Arm全面計算解決方案專注于設計的可擴展性，這也是我們能通過GPU的配置 ，滿足廣泛應用的需求。例如，我們可以使用少量的核心數來實現非常高效和緊湊的設計，也可使用大量的核心數來實現終極的視覺體驗。在 CPU 集群中，我們可以采取類似的方法，針對每個應用采用不同的 CPU并進行不同的配置。”
CPU、GPU、AI加速器組合的異構計算正變得越來越重要，Arm面向未來十年，也正在規劃全新的產品線進一步提升其全面計算產品組合。
Paul Williamson透露，Arm在大核 CPU 產品線中我們有新的項目Hunter和Chaberton，GPU產品線有Titan和Krake。同時還在投資系統 IP，以確保低延遲的內存路徑和系統級緩存性能。
想要將計算和應用推向新的時代，軟件生態和開發者也不可缺少。開發者可及性方面，Arm在不斷提升Arm計算庫和Arm NN框架，確保開發者能訪問硬件性能。Arm也在持續提升安全性能。
其中非常值得關注的是應用程序轉向64位，中國主要的應用商店已表明，到今年 8 月，所有新上架的應用都應該是64位，沒有過渡到64位的應用會因為性能欠佳讓用戶感到失望。Arm全新的CPU產品中，也僅有Cortex-A510還支持32位。這也在一定程度上表明，從硬件到應用，Arm都在為XR和元宇宙做準備。
而Arm也已經準備好沖向元宇宙的新時代。
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