出击多个细分市场，ARM多款新架构中端IP一览
秋季是收获的季节，也是“收货”的季节。无论是双十一促销，还是十月长假，都显示着这个季节，带给人们的是满足。对于...
秋季是收获的季节，也是“收货”的季节。无论是双十一促销，还是十月长假，都显示着这个季节，带给人们的是满足。对于arm这种全球首屈一指，的、以知识产权为主的公司，来说，在秋季自然也有一揽子，货物等着用户选购。10月底，ARM推出了一系列新品，包括新的中端GPU、新的ai加速架构以及，全新的显示处理模块。今天，本文就为你解读arm在这个秋季推出的，多款产品的相关信息。
arm在10月底召开了，2019年技术座谈会（ARM Tech Symposia 2019），在这个会议上，ARM发布了多款新品，包括两个AI加速核心、一个中端gpu核心，和一个显示处理模块。此外，arm还介绍了新的ai加速，品牌和相关内容。虽然从规模来看，这个发布会是一个，小范围的发布会，但是整体内容和产品信息还是，相当丰富的，值得一看。
走进移动AI加速新时代
全新的Ethos NPU
ARM在发布会上首先带来的就是新品牌“Ethos”旗下的两款新品。“Ethos”的中文意思是“气质、思潮”，arm用这个词汇来命名旗下，的ai加速架构还是挺有深意的。从产品发布时间来看，ethos相关产品架构在，2018年初就已经发布了，当时被称作“Project Trillium”或者ARM Machine Learning，简写为ARM ML。显然，这样的名称是不，可以作为商品名使用的。
2019年，arm正式发布了全新的ethos品牌和，旗下首款产品ethos N77，也就是定位于高性能的，ai加速处理器，其最高计算性能在1ghz，可达4top/s。在Ethos N77之后，arm此次在10月底，的会议上发布了ethos N57和Ethos N37两款产品，定位也变成中端和入门级，其实从数字大小和arm一贯的产品产品型型号，命名习惯就可以看出其性能是按照数字大小依次排序的。
为了增加对arm的，ethos系列产品的认识，本文简要回顾一下历史。在2018年之前，arm在机器学习上几乎没有，推出专属产品，基本上是通过不断加强gpu和cpu的性能来，提高机器学习的性能。不过随着市场发展，各大厂商都开始纷纷，定制自己的机器学习模块，包括华为、高通、imagination等厂商，都推出了有自主知识产权，的机器学习或者ai加速单元后，ARM才姗姗来迟，进入这个领域。
2018年，ARM公开发布了一个名为“Project Trillium”的开发计划，准备研发一整套用于机器学习和对象检测，的软硬件产品。此时arm也给出，了一些信息，包括性能预期和最终的，实现方法等。arm当时给出的产品预测是在，7nm工艺下，arm的机器学习处理器产品，能够在1.5w的功耗下实现，8位整数计算4.6TOP的理论吞吐量，性格功耗比大约为3TOPS/W。在集成模式和架构，实现方面，arm认为可以直接通过自家，的ace-lite接口进行接驳并，集成至soc中，当然也可以集成，在dynamiq集群中。市场方面，arm认为新的产品并不是像传统的，加速器或者模块那样使用，而是更类似一个独立，的处理器，应该被更加重视起来。
总之，arm在机器学习，产品上属于“赶了个晚集”。由于推出时间较晚，因此arm还在努力向，市场推广自己的整套解决方案，包括硬件架构和，软件支持等各方面。可喜的是，在ARM发布了Ethos N77之后，人们发现arm基本实现了自己在，研发阶段的承诺，甚至还有所超越。
言归正传，继续来看本次发布会的，内容。在本次发布会上，去年已经发布的Ethos n77产品又被，arm重新重点提及，当然也带来了不少的，改进内容。其中最重要的就是Ethos n77允许配置1mb到4mb，的sram缓存，而在之前的配置，中这个数据只能选择1mb。ARM解释说，客户需要更多的内存带宽来应对，网状npu的高数据(高数据)量，因为dram带宽很，有限且难以扩展。性能方面，Ethos n77和在研发阶段，的样品基本相同，都是在1ghz时种下实现4tops，的处理能力，不过性能功耗比大幅度提，升至5tops/W。
另外，arm在ethos家族的架，构设计上采用了相同的构造块（CE），并且通过构造块的数量增减来实现性能，的加强或者降低。在Ethos中，所有的npu共享相同的，mac计算引擎（MCE）和可编程引擎（PLE）。MCE由128个MAC单元组成，并且和PLE配对。一个MCE和PLE，再搭配相应的sram，就组成了一个ce，这就是最基本的模块。在Ethos N77上，CE有16个，在Ethos N57上则是8个，Ethos N37则拥有4个。由于性能定位差异，arm也给出了不同，产品的用途示意。
比如最低端的Ethos N37适用于智能摄像头、入门级智能手机、数字电视机等产品。中端的Ethos N57除了包含Ethos N37的适用范围外，还可以在智慧家庭、中端手机上一显身手。定位高端的Ethos N77则包含Ethos N37和Ethos N57所有的功能，还可以额外扩展至AR/VR应用、高端智能手机、高端相机等方面。
功能方面，所有ethos家族产品都对功耗和，性能进行了优化（可能是性能功耗比，提升的原因之一），并且能够针对int8或者int16的数据类型进行，特殊的支持优化、还采用了数据管理技术来，减少数据移动的次数从而节约能源。在数据压缩方面，ethos家族的产品都可以采用端到，端的压缩技术，能够降低数据对dram，的要求，并且将系统带宽压力，缩减1.5~3倍。
除此之外，针对中低端产品，arm还带来了一些针对性，的技术手段。比如针对Ethos N57，arm对2m以内的计算，进行了性能和功耗的平衡优化。对Ethos n37这款面积小于1平方毫米，的推理处理器，arm也对其计算范围也就是，1m以内的运算进行了功耗优化。
总的来看，本次ethos家族的进一步解读，和新品发布，使得arm在机器学习市场上拥有了，标准化的能力。正如前文所言，目前市场上机器学习相关，的ip很多，对一些客户而言，多方采购产品并最终整合在一起存在，一定的困难，且很难快速地，应对市场变化。尤其是目前机器学习相关应用，正处于高速发展的阶段，包括面部识别等生物识别和，一些图像分类算法正在不断扩大应用范围，而这些都需要机器学习，处理器的加入。ARM此时推出新的产品，不但解决了标准化的问题，还带来了小面积和，较低计算强度下的解决方案，应该会得到市场的青睐。
面向中端用户的新GPU
ARM Mali-G57
在本刊之前的文章中，曾经提及arm全新的，valhall架构和全新的mali-G77 GPU。新的gpu架构相比之前，的bifrost，在内核设计上有诸多改进，其整个gpu架构，设计更为现代化、更类似于桌面产品并在越来越复杂的，移动图形计算环境下有着更出色的计算能力。不过Mali-g77架构规模和最终，芯片面积都比较大，它是给高端芯片准备，的gpu架构。相应的，ARM发布了Mali-G57，利用全新架构，瞄准了中端市场。
Mali-G57和Mali-g77在配置上最大的，差异在于，Mali-g77最少需要配置7个，计算核心，而Mali-G57可以选择1~6个核心，具体的数量可以根据用户所面向的市场，以及产品定位而定。新的Mali-g57面向的市场包括，中端智能手机、4K/8K电视、VR/AR市场等。
性能方面，Mali-G57显然和Mali-G77无法相比，但是相比之前发布的定位，入门级的mali-G52，Mali-G57还是有诸多优势，比如在内容显示方面的能耗，比为mali-G52的1.3倍，在所有场合下都有，更好的峰值能耗比呈现，更好的支持VR功能，机器学习性能提升60%等。总的来看，Mali-g57是arm在中端gpu，市场的一次新尝试(新尝试)，全新架构会令其带来出色，的使用体验。
为中端产品带来高端功能
Mali-D37 DPU
ARM在显示处理器上也有多年的积累。之前ARM推出了新的“Komeda”显示处理器架构，并且带来了全新的Mali-D77 DPU产品。不过，这个架构在之前只面向，高端产品，中低端市场依旧只能使用，老架构。鉴于此，ARM发布了全新的Mali-D37 DPU，将新的架构和功，能带到了中低端市场中。
Mali-D37是目前面积最小、效率最高的显示处理器，产品，其在16nm工艺下的面积，小于一平方毫米，只有上代Mali-D71的36%。在节能方面，Mali-d37带来了新的内存，管理功能，被称为MMU-600，最高能够带来30%的功耗节约。对于目前比较流行的hdr，和sdr内容，之前的Mali-D71是搭配ARM Assertive Display 5 HDR管理技术，可以实现sdr和hdr的，混合显示，现在这项技术也被配备，在了mali-D37上，用户可以在更低的成本上体验到，hdr显示的魅力了。
Mali-d37具体产品瞄准的2k和全，高清的产品，主要针对的也是中，端和入门级设备。凭借其极低的功耗，和极小的芯片面积，Mali-d37应该会成为很多，主流产品的选择。
写在最后
ARM努力将更好的体验带给用户
从本文介绍的产品可以看出，本次ARM的技术座谈会，并没有太多高端的技术和全新，的架构出现，其最主要的目的就是如何将更好的，技术和更新的架构带到更广泛的市场中去。无论是针对机器学习，的全新ethos家族，还是新的中端GPU Mali-G57，以及DPU Mali D37，都在践行着这个理念，那就是更好的特性、更便宜的价格和更，广泛的用户。
尤其值得一提的是，面向机器学习的ethos产品线，ARM在“赶了晚集”的情况下，还是依靠灵活的架构设计和自己在移动，计算领域的先天优势，迅速推出齐全的软，硬件解决方案，实现了产品的后来居上，并很有可能被广泛应用在发展速度越来越，快的智能设备中。
有关产品上市时间，比较乐观的估计，在明年年中也，就是6月左右，就应该有搭载这些技术，的产品出现在市场上了。届时本刊还将选择一些有趣的，产品进行解读，看看进入新时代、进入了机器学习时代的arm产品有哪些，更出色的体验。
