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在上一波移动应用的发展浪潮中，Arm抓住了移动计算的红利，成为全球半导体芯片IP龙头。面向未来更细分、更复杂的应用场景需求，IP市场竞争趋于细化，一方面新的开源架构正在崛起，另一方面，其他IP玩家也在通过持续的优化升级强化专长。
面向下一波计算浪潮，IP行业格局会否被重塑？Arm高筑壁垒的意志可见一斑。今年以来，先是通过Armv9升级架构，日前，又发布了全新的全面计算战略，通过全平台的产品组合和升级，以进一步挖深、挖宽护城河。
Arm 高级副总裁兼终端设备事业部总经理Paul Williamson介绍，这是Arm历年来最大阵容的产品发布，这些产品都是基于全新的Armv9架构。全面计算解决方案旨在针对不同的应用场景提供更优的解决方案，实现更快的速度，打造更好的用户体验。
全面计算为未来计算平台提供基础
其实在2019年，Arm就提出要在共同架构下推动全面计算。Arm当时所看到的是：产业发展已经来到关键的十字路口，业界在解决整合问题时面临一个重大挑战：单个IP与碎片化的解决方案在优化时面临挑战。
这意味着，在解决系统创新设计的挑战时，要从IP设计开始就在思考方式上做出重大转变。Arm的关注焦点从单一的产品演进，转化为以应用场景与体验为导向的系统解决方案，对IP、软件以及工具本身以及彼此的协作进行全面优化。
Arm全新的IP设计思路可以归纳为两点：一是以应用场景、消费者体验与生态系统的需求为核心，二是深度聚焦在性能、安全性与开发人员介入权的优化。从而为未来的计算平台提供安全的基础，提升性能与效率，给予开发人员通过整个Arm生态系统获取更多性能的机会。
Paul Williamson表示，在全面计算的概念下，IP的PPA也许不再是最重要的，反而是系统级的性能尤为重要。此外，要确保开发者拥有最佳的开发体验、并且对每一台设备的性能与安全功能都有更简易的取用途径。
再提全面计算有何不同？
时隔两年，Arm再次提出全面计算有了更为清晰的产品布局和更为完善的路线图，全新的IP套件包括：首批 Armv9 Cortex CPU、出货量持续位居全球榜首的Mali GPU 和全新的 CoreLink 系统 IP。
Arm Cortex CPU：全面计算解决方案的基石
最新推出的Armv9架构，成为Arm面向未来计算进行整体规划的重要基石。三款基于Armv9架构的CPU核包括：旗舰级Cortex-X2、大核 CPU Cortex-A710、高效率小核Cortex-A510。
其中，Cortex-X2 主要面向智能手机市场，比当前旗舰型安卓智能手机的性能还高出 30%。除了峰值性能外，Cortex-X2 还可在旗舰智能手机和笔记本电脑之间扩展，使合作伙伴可以根据市场需求来设计基于不同场景的计算能力。
Cortex-A710 是首款基于Armv9 架构的大核CPU，与Cortex-A78相比，能效提升30%，性能提升10%。通过性能和效率的提升，当智能手机运行高要求的App时，用户将获得比以往更长的使用时间以及更优化的体验。
Cortex-A510是Arm 过去四年来推出的首款高效率小核，其性能提升35%，机器学习性能提升超过3倍。它所带来的性能水平已经接近几年前推出的上一代大核Cortex-A73，性能差距不到10%，但能效优化可达35%，适用于智能手机、家用设备和可穿戴设备。
据Paul Williamson介绍，在Arm发布Cortex-X1前，普遍为“4大核+4小核”的结构设计。发布X1后，出现了“2超大核+2大核+4小核”或“1超大核+3大核+4小核”的Tri-Cluster CPU架，不同的架构组合分别应对不同的负载需求。
在消费应用中常见的“1超大核+3大核+4小核”的架构中，如果将X1替换为X2，A78替换为A710，A55替换为A510，DSU替换为DSU-110。通过对比Armv8.2世代和Armv9世代，预计尖峰性能将会提升30%，持续性能将会提升30%，小负载性能将会提升35%。
面向细分市场的新款 Arm Mali GPU套件
视觉体验仍然是消费者与设备交互、并享用设备的关键，Arm 新推出面向广泛应用的多款 GPU，搭配Armv9 CPU，继续提升用户体验。
最新的Arm Mali-G710 是针对旗舰智能手机和Chromebook笔记本市场的高性能 GPU，在计算密集型体验方面的性能提升 20%（如AAA高保真游戏）。对于与机器学习有关的任务（如全新相机和视频模式的图像增强），Mali-G710 也带来35%的机器学习性能提升。
Mali-G610可以说是一款次旗舰GPU，继承了Mali-G710 的功能，但价格更低，可将高阶应用场景带给更多的开发者和消费者。
Arm Mali-G510 实现了性能和效率的较好平衡，在中端智能手机、旗舰智能电视和机顶盒上，实现了100%的性能提升以及22%的节能优化，从而延长了电池续航时间，提升了100% 的机器学习性能。
Arm Mali-G310 是Arm目前最高效的GPU，以最小的面积成本提供了最高的性能。通过 Mali-G310，Valhall 架构和高质量图形技术将被引入到更低成本的设备中，例如入门级智能手机、AR 设备和可穿戴设备。
提升系统性能的互连技术
互连技术对于提高系统性能至关重要。最新的CoreLink CI-700一致性互连技术和CoreLink NI-700片上网络互连技术，可与 Arm CPU、GPU和NPU IP无缝搭配，跨 SoC 解决方案增强系统性能。CoreLink CI-700 和 CoreLink NI-700 对新的 Armv9-A 功能提供硬件级支持，如内存标签扩展（Memory Tagging Extension），支持更高的安全性、改进的带宽和延迟。
可以看出，全新的全面计算解决方案是系统范围内整体优化的思路，横跨硬件 IP、物理 IP、软件、工具和标准，能够为合作伙伴提供更为广泛的选择，以满足细分市场的应用场景和成本区间需求。同时，这也将解锁整个生态系统的新体验，例如，专为移动设备设计、支持 AI 功能的交互式应用场景，可以使用户身临其境观看电视8K 内容等体验。
2023年移动应用仅提供 64 位大、小核
随着IP战略的升级，Arm宣布，将在2023 年，面向移动应用仅提供64位的大核和小核。为此，Arm全球合作伙伴正在努力确保所有App都将在今年年底前支持 64 位。
据Paul Williamson介绍，Cortex-X2是完全面向智能手机市场的产品，预计在未来几代手机产品中就能看到Cortex-X2的身影。对智能手机和其他终端计算设备而言，64位将提供终极的性能表现。Arm目前正与中国应用商店生态合作伙伴进行密切协作，确保主要App都能在今年年底前支持 64 位，从而为中国消费者提供Cortex-X2所带来的性能提升体验。
Arm方面产品专家透露，向64位过渡需要分阶段实现，目前，Cortex-X2、Cortex-A510已经是64位CPU，A710仍然支持32位。预计到2023年，Arm在移动应用的大核跟小核都将仅支持64位。
全面计算+生态合作高筑竞争壁垒
未来，在满足灵活多样的市场需求面前，IP设计始终面临挑战。特别是对一些复杂用例，毕竟更多的IP就意味着更大的优化挑战。Paul Williamson表示，Arm全面计算框架提供了跨多种应用的可扩展性，与此同时，也能够为具体的场景用例提供特定的加速或增强功能，这在真实的用例中非常有价值。在一致的开发框架和特定的加速功能下，全面计算解决方案既能针对应用场景构建优化的解决方案，同时也能平衡解决方案的性能和成本，这是下游设计真正需要的。
来自Arm的最新统计数据显示，2020年的最后一个季度，Arm 芯片合作伙伴共出货73 亿颗 Arm 架构芯片（年增 22%），创下出货量历史新高，相当于每秒出货超过 900 颗芯片、每日出货 7000 万颗芯片。Arm 的合作伙伴在 2020 年总出货量高达 250 亿颗 Arm 架构的芯片（年增 13%）累计总数已超过 1,900 亿。
此外，Arm 的 GPU 出货量累计超过80 亿，其中在2020年超过10亿，Arm Mali GPU持续位居全球GPU出货量榜首。
授权业务方面，2020 财年，Arm与 104 家客户签署了162个授权协议，其中有超过一半的授权对象为首次与 Arm 合作的企业。
除了授权业务，Arm联合合作伙伴所建立的IP、芯片、应用的一体化生态，也形成了其他对手暂时无法逾越的生态壁垒。Arm 生态系统近期的新客户包括 SEMIFIVE 与 Telechips。此外，Arm Flexible Access 目前已有 90 家合作伙伴，通过该计划，这些合作伙伴可以更容易地获取各项全球领先的 Arm IP、工具与支持。
Paul Williamson 表示：“我们正致力于将Armv9技术引入各个领域，以系统级设计最大程度地提高性能。借助移动生态系统的规模优势，在笔记本电脑、台式机、云等应用领域打造领先的解决方案。”不止如此，Armv9 还希望延伸到5G网络、数据中心、以及更多终端与车载架构计算。
这一势头正是Arm对全球数据实现用Arm技术进行处理的预期，不论是在终端、数据网络还是在云端，Arm希望构建一个庞大、顺畅、无缝的计算执行网络。
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