AI引爆的新一轮计算潮流,不仅带来了更为多样化的计算需求,也推动了云、边、端一体化的协同发展。受此驱动,算力平台背后的一系列软硬件、算法、生态等正在加速演进。
一直以来,Arm致力于满足不断变革的计算需求,给行业带来新的解题方法。经过多年的迭代和变革,Arm已经转型为全面的计算平台公司,涵盖了从架构、硬件、软件到生态的全方位服务,为产业提供完整的计算解决方案。
Arm的转型将给行业带来哪些深远影响?如何评估其进展和成就?11月19日,一年一度的 Arm Tech Symposia 年度技术大会在上海隆重举行,集中展示了Arm在生成式AI、边缘AI、大语言模型、Chiplet、AI 基础设施、智能驾驶等前沿领域的技术和生态突破。通过这些展示,可以窥见Arm转型的初步成效以及对于产业的影响力,凭借以AI为核心的计算平台、软硬件协同的全栈布局、强大的开放生态号召力,Arm已然成为AI计算的重要基础。
三大驱动力之下,Arm成为广泛AI计算的基础
全局思路,稳步打造全面计算平台
回溯Arm的业务布局,从最初的IP设计起步,到为各个领域的合作伙伴提供全面的解决方案,不论是产品规划还是生态建设,每一步都是对之前的扩展和深化,直至近年来成功转型为全面的计算平台公司。
以移动终端产品线为例,早在2019年,Arm就开始引入系统级优化设计的概念,通过全面计算的设计策略进行产品定义和开发,并在2021年至2023年之间分别推出了TCS21、TCS22、TCS23,以一整套IP组合的方式,帮助SoC设计应对计算子系统(CSS) 构建和配置过程中的复杂挑战,从而减少工程成本和资源消耗,缩短产品上市时间。
同样还有物联网领域的Corstone,它作为Arm物联网全面解决方案的根基,是一套预先集成且经过验证的子系统,具备简化设计流程、产品开发所需的一切,从而使得产品能够更快地流片和量产。
由此窥见,Arm早已开始跳脱传统IP的设计思维。而就在AI技术的快速发展之际,Arm推出面向基础设施、终端的Arm计算子系统CSS(官宣将于2025年推出汽车计算子系统),旨在提高前沿AI体验的性能、效率和可访问性,帮助生态系统合作伙伴更轻松、更快速地打造芯片解决方案。
底层技术到位后,Arm还积极整合行业资源,通过Arm全面设计(Arm Total Design;ATD)生态系统的打造,将芯片制造所需的关键资源准备就绪,包括ASIC设计公司、IP供应商、EDA工具供应商、代工厂和固件开发商等,为客户实现定制化、高性能SoC解决方案的快速开发和部署。
“现在已经进入分布式计算时代,可扩展的计算能力必不可少,而这一切的核心是Arm计算平台”,Arm基础设施事业部产品解决方案副总裁Dermot O’Driscoll表示,“Arm计算平台将不仅仅惠及单一领域,而是服务于整个生态体系。我们相信在我们与生态伙伴通力合作下,到2025年底,预计将有超过1000亿台基于Arm架构的设备可用于AI。”
随着转型为全面的计算平台公司,Arm如何继续助力中国企业保持创新力和竞争力?有哪些新模式和新的增长点?
Arm中国区业务全球副总裁邹挺介绍,今年上半年,Arm Total Access授权订阅模式正式面向中国市场推出。这是Arm技术授权订阅的一种新模式,旨在给芯片设计企业提供更大的灵活性,便于他们更容易获取Arm多样的IP解决方案,在进行产品设计、预研时有更大的自由度。这一授权模式在全球推广已进入第三年,客户数量已经超过300家,目前在中国市场,已有全志科技、兆易创新等芯片企业成功采用,他有信心中国市场会复制全球市场的成功。
此外,还有Arm计算子系统CSS带来的助力。“这就像给芯片企业提供了‘更高的垫脚石’,帮助他们站得更高,更快、更好、更低成本、更低风险推出SoC芯片产品”,邹挺补充。
加速变革,推动无处不在的AI实现
在Arm近年的产品和市场布局中,AI都是重要的发力点。
事实上,Arm在2015年通过Neon技术的引入,便开启了AI的技术投资,2021年通过Armv9的发布正开启了AI时代。从设计之初,Armv9就明确了为AI时代服务的定位,通过引入可扩展向量延伸指令集 (SVE)、可扩展矩阵延伸指令集 (SME)等技术,Armv9显著提高了AI处理和机器学习(ML)工作负载的能力。
可以说,Armv9不仅仅是一项技术更新,更是Arm面向未来持续增长的新引擎,能够满足全球对功能日益强大的安全性、AI能力和专用处理的需求,以期驱动下一波基于Arm架构的芯片发展。
再从CPU在通用性、灵活性,以及在功耗和成本等方面的优势来看,它正在数据中心基础设施、包括智能手机以及智能汽车等边缘设备的AI方面发挥至关重要的基石作用。通过与全球合作伙伴的协作,无论是汽车智能自动驾驶系统可扩展、高效和创新的解决方案,大型数据中心中用于训练大语言模型 (LLM) 的海量处理器,还是全球用户每天接触的端侧或是边缘AI设备,Arm架构已经成为AI运行的核心支撑。
软硬件协同创新,持续推动AI全栈布局
高性能和出色能效一直是 Arm 的DNA,而背后离不开软硬件的协同发展。或者可以说,软件是让 Arm 计算平台独树一帜的原因,正是通过持续的软件投入,才支撑起Arm为广泛应用市场提供的多样、高效且易访问的计算平台。
随着AI工作负载的增长,在Arm从云到端的布局中,软件既是应对复杂性、助力开发者高效创新的重要工具,更是实现差异化的关键。
无论是可使Arm CPU能够在各类软件平台上充分发挥 AI 功能和出色性能的 Kleidi 软件, 还是云原生软件,开发者基于Arm硬件的开发体验持续优化;无论是通过云端与车端环境对等的软件开发一致性来加速AI赋能的软件定义汽车部署,并通过虚拟平台以实现软硬件的并行开发,还是多年来 Arm 在支持开源项目方面所做的努力……
这些无不体现出 Arm 通过对软件生态系统的全面支持、开发者赋能和企业的创新实践。迄今为止,全球已有超过 2000 多万名软件开发者在基于 Arm 架构的设备上构建应用,而这将形成良性循环:更多、更好的硬件吸引更多开发人员进行软件开发,进而推动对高效能硬件的需求,彼此互为促进,推动整个堆栈的不断升级优化。
引领汽车变革:重塑开发流程,聚合开放生态之力
正是因为在计算架构、软件和生态系统的长期布局,Arm为持续推进计算变革奠定了坚实的基础。特别是在当今的汽车行业,在大模型叠加软件定义汽车的浪潮下,这种全面的布局就更为必要。在2024年Arm Tech Symposia上,Arm展示了对汽车市场的洞察和全面布局,进一步印证了这一观点:正如Arm曾奠定了智能手机变革的基石,如今,它正以一种更为革命性的方式,推动汽车产业的转型和升级。
较之以往的技术革命,汽车电子系统的革命要复杂得多。近百年来,汽车最复杂的组件一直是内燃机,而现在,一辆汽车运行着一亿行代码,内部包含1400到1500个芯片——这更像是以数据中心的方式在运行着,而自动驾驶汽车的代码量将是五倍之多,也就是五亿行代码。麦肯锡甚至预估,汽车软件开发者将从现在的3万名,增长到2030 年的25 万名。
分析这些数字,就不难理解为什么车厂正在着力打破传统的分工和行业格局,以一种更为现代化的方式重新进行思考,归根结底,他们正在寻求以软件为核心的创新方式,推进变革进程。
Arm作为汽车行业变革的核心力量,始终致力于打造适用于整个汽车行业的技术平台和生态系统,进行前瞻性地布局和支持。今年以来,Arm针对汽车领域推出了一系列新技术,主要包括:推出新的Arm汽车增强(AE)处理器和虚拟原型平台,可缩短多达两年的AI汽车开发周期;首次将服务器级Neoverse技术和Armv9架构引入汽车应用,推出首款面向汽车应用的 Armv9处理器Cortex-A720AE等等。这一系列举措体现了Arm为汽车行业带来先进的AI、计算性能、安全及虚拟化功能的技术实力,也体现了它在推动汽车革新方面完整的基础计算布局。
同时,Arm在汽车行业的生态合作和项目也在高速发展中。面临软件定义汽车的挑战,产业链各方首先需要关注对基础软件层的构建,以形成通用的行业软件,这对于下一步实现软件的可移植性、加速软件开发以及实现软件的可升级性至关重要。
洞察了这一根本问题,Arm在2021年发起了SOAFEE(面向嵌入式边缘的可扩展开放架构)项目,旨在汇聚开源力量,通过标准化的方式来推动整个行业的发展。这种开放的合作模式,也是Arm一直以来所倡导的方向,如SystemReady和PSA(Platform Security Architecture)等,都是为促进开放和标准化合作方面的努力。
如今,SOAFEE的全球成员总数已突破140家,包括芯片供应商、软件提供商、系统集成商、云服务提供商、一级供应商、OEM厂商等,中国社区成员包括吉利、联想、中科创达、知从科技、智达诚远、物联智行、映驰科技等。越来越多的汽车供应链企业正聚集于 SOAFEE ,在一个通用的标准化平台上,构建更多有价值的服务和应用程序。
Arm汽车事业部市场总监Robert Day分享,SOAFEE几个月前刚刚庆祝了三周年生日,即将开启SOAFEE.NEXT新篇章。它将引入了一系列新技术,包括:融合了Armv9在AI、安全性和虚拟化方面的新型参考设计-1 AE (Arm Reference Design-1 AE);将虚拟平台集成到SOAFEE中,通过虚拟原型来加速软件开发进程;将Linaro的验证服务扩展到所有SOAFEE成员来推进软件保障和服务。通过进一步强化软件保障和服务,Arm为软件定义汽车的未来奠定了更为坚实的基础。
此外,Arm还积极投身于多样化的汽车联盟工作中,如AVCC(自动驾驶汽车计算联盟),Arm作为创始成员之一,参与了网络安全和成像等工作组的工作,首批技术文件已发布。AVCC还与国际自动机工程师学会(SAE)建立了合作关系,推动自动驾驶领域标准的广泛采用。
Robert Day强调,汽车行业所面临的软件挑战需要汇聚行业力量共同应对,SOAFEE所取得的进展就是最好的实践和印证。Arm将继续携手生态伙伴,通过Arm汽车计算子系统CSS、虚拟平台等新技术,以及开放合作的SOAFEE社区等,共同促进汽车行业的转型和升级。
坚定拥抱智能化,深耕AI汽车创新前沿
展望汽车智能化的未来,系统会变得更加复杂,对高算力、功能安全的需求也会随之加剧,这将对计算平台、软硬件开发流程等提出前所未有的挑战。
正如面向基础设施、终端等多个市场推出的Arm计算子系统,Arm也计划针对汽车应用提供计算子系统,将其AE IP的配置进行预集成与验证,并在先进的代工工艺上,对性能、功耗和面积进行优化。并且,Arm CSS通过提供增强的计算和集成能力,能够加速基于芯粒的设计构建过程,特别适合应对汽车计算需求不断激增的应用,如ADAS、自动驾驶和IVI等。
目前,Arm已为80%的IVI系统和65%的ADAS系统提供支持。随着Arm CSS进一步加快新车型和新技术的上市速度,Arm在汽车市场的份额有望进一步得到提升。据介绍,首款汽车应用的CSS预计于2025年交付。
在中国本土市场的落地方面,随着智能化的不断深入,以及AI大模型上车带来的新机遇,算力将愈加关键,同时也将向生态服务和更多的场景服务进行延伸。
大会当天,小鹏汽车嵌入式总架构师唐黾深入分享了如何依托Arm高效计算平台,推动智能座舱和自动驾驶系统的开发、优化。他表示,小鹏汽车自研的图灵AI芯片是其最核心的智驾基石,而之所以选择基于Arm架构,主要看重三点:性能、能效和生态。尤其是在端到端大模型量产上车的当下,Arm强大的生态能够支持Scaling law,从而实现持续的技术迭代。正是通过与Arm的深入合作,小鹏汽车显著提升了车辆在AI 推理和数据处理方面的能力,为用户提供更加智能、便捷的驾驶体验。
在谈到车载芯片如何持续满足大模型对算力和计算资源的需求时,唐黾补充道,“基于云端超大模型和超大算力去做持续迭代,再蒸馏成可以部署到端侧的模型,在这种环境对等情况下,端、云平台如果都是基于 Arm 架构,会对于整个模型和软件的快速迁移很有帮助。”
写在最后
在科技竞争日趋激烈的今天,是什么让一家计算平台公司能够不断增长、商业表现屡超预期?
通过高性能、高能效的计算架构,Arm构建了当今智能世界的基础。面对AI浪潮下,业界对不竭算力的渴望、对快速创新的追求,Arm显然希望能再次改变世界,携手业界共同打造新一轮技术变革所需的创新底座。
面向AI浪潮带来的颠覆,Arm的转型既是顺势而为,更是前瞻洞察的结果。除了在智能手机的稳步创新,Arm在数据中心、物联网、汽车等领域的多元布局,都展现了对未来的深刻理解和精准预测。AI将更加深远地影响我们生活的方方面面,基于Arm平台构建的计算世界更是充满了巨大的机遇,Arm全面且灵活的计算平台将继续引领算力变革,推动更多的创新和应用。