2016年6月16-17日，ARM在京舉辦了“ARM Tech Day” (ARM技術日)，專門針對中國大陸和臺灣地區的媒體人。來自ARM英美中的專家盤點了ARM的IP(知識產權)產品，并分析了熱門的手機、AR/VR、汽車等技術市場。

　　移動產品與IP趨勢

　　在移動領域，實際上，除了大家所熟悉的應用處理器IP，ARM的IP種類更加繁多，而且非常系統化(如圖1)。因為SoC需要有完整的設計考慮。ARM移動市場全球營銷總監James Bruce稱。

　　圖1 ARM在手機上的IP

　　智能手機的技術一直在演進，最新的有AR/VR, USB-C, 手機投影(如圖2)等，手機也是個人安全設備，可以是汽車鑰匙或網上消費的載體。AR/VR對智能手機的整體要求很高，但手機受限于功耗，散熱和存儲器等諸多因素。為此，ARM推出了新一代的處理器核Cortex-A73。

　　目前有的手機上的核已達10核，例如樂2手機把此作為廣告賣點之一。到底手機上應該用越來越多的核，還是應該保持較少數量的高質量核?ARM對此也未置可否。據悉，MTK的解釋是就像汽車的檔位一樣，檔數越多切換得越平滑，也更省油。當然，眾所周知，切換越多系統也越復雜。總之，各家手機之間的功能和性能定位不同，也有不同的實現方法。

　　有發展潛力的可穿戴設備對芯片也有更多挑戰。例如，由于可以采集到更私人的信息，需要安全性更高。另外可以放在服裝材料中進行清洗。不過，今年一季度手環/手表銷量環比下滑，James解釋道，因為上個季度——2015年四季度是圣誕季，這是受季節影響而產生的;當然手環/手表也需要更多的創新。

　　三大Cortex處理器的發展趨勢

　　ARM Cortex系列有三大處理器架構。

　　其中，主要面向手機、服務器的Cortex-A系列可謂ARM的王牌。處理器事業部營銷策略副總裁Nandan Nayampally稱，ARM去年推出了高性能的64位的A72，當時就有超過10個授權，2015年底華為的mate8采用，今年A72授權更多。今年ARM更上一層樓，又推出了A73，能效比更高。

　　另外，先前的A5、A7、A9在嵌入式市場的占比超過70%。新一代的32位A32比三者的效率更高，有望用于新的中低端手機。

　　Cortex-M系列面向嵌入式應用，其中最新的M7效能最高，“已發揮得淋漓盡致，”用于手表。另外，在安全方面，2015年10月推出了新的TrustZone。

　　Cortex-R系列面向實時應用，諸如汽車和機器人。其中，最新的Cortex-R8定位之一是成為5G通信的modem處理器。

　　面向AR/VR的Mali處理器

　　“Mali是世界出貨最大的GPU核。”ARM多媒體處理器部圖形處理器產品經理Anand Patel說。他介紹了Mali產品路線圖及Mali-G71。G71比2015年性能最高的GPU提高1.5倍，可擴展配置32個核。其中，G代表圖形，7代表高端，將來還會有5和3系列等低功耗系列。Bifrost是Mali的嶄新架構，面向4k等高清圖形要求。增加的功能有異構計算等。

　　多媒體處理器部GPU架構師Sean Ellis專門介紹了面向AR/VR的Bifrost。據悉，Mali的三大系列Utgard, Midgard, Bifrost源自北歐神話。Midgard的Mali-T800 GPU非常流行。Bifrost是全新架構，但考慮到用戶的接受力，仍沿用Mali家族的名字。

　　多媒體部Anand Patel接下來介紹Mali如何助力VR(虛擬現實)。相比于頭盔后部帶根線的PC方案，移動方案更易被用戶接受。價格一般500美元以內，功耗5W以內的產品可推高高性能手機的市場需求。下一代VR延遲將減小到10ms,頻率達120Hz, 分辨率達4k，Mali-G71等面向這種需要。

　　AR/VR的主要應用之一是游戲，該市場增長很快，中國手游尤其迅速，但市場實際上非常擁擠，需要有特色的產品。Enlighten(全局光照)技術由于提升了現實感和沉浸感而受到歡迎。例如下圖，把只有簡單的光的照片經過計算得到豐富的圖像，主要依據是動態光的變化，考慮不同光源，以及不同材質對光的反射/漫反射的效果。特點第一是動態，還有高品質畫面，室內到室外等。

　　除了游戲，Enlight還可用在房地產銷售、建筑設計等領域應用。市場上還有與Enlight競爭的有ray tracing(光線跟蹤)技術，ray tracing需要對每根光線進行計算，計算量龐大。Enlighten首先根據數據庫的預計算，對幾何關系了解，可以保證實時呈現。ARM高級業務發展經理商德明介紹道。

　　Cortex-M助力物聯網創新

　　處理器部市場營銷總監Ian Smythe做了Cortex-M助力物聯網創新的報告，他指出，驅動下一代SoC的是傳感器和混合信號公司，以及初創公司，OEM(原始設備生產商)等，因此ARM關注傳感和連接功能。Cortex-M已出貨189億個單位。為了鼓勵大家用M0，去年發布了Cortex-M0 DesignStart項目，可為SoC是設計人員提供免費的M0 IP用于設計、仿真和建模，正式授權時交4萬美元即可。今年6月美國DAC大會期間，ARM宣布與EDA公司Cadence和Mentor合作推廣DesignStart項目。

　　“ARM CTO(首席技術官)說：我們需要確保低于1美元的MCU安全，而且這是由毫無安全經驗的人員就能搞定的。”Ian Smythe引述道。為此，ARM把高端Cortex-A系列上的安全經驗搬到Cortex-M、R上。希望從汽車到機器人等嵌入式系統都能保證安全。

　　總之，IoT創新包括很多方面，傳感器、連接、云端等，ARM都想涵蓋到。

　　ARM的64位架構及發展策略

　　ARM處理器部門技術總監兼研究員Peter Greenhalgh是Cortex-A7和A53的首席架構師。他介紹了Cortex A/R/M系列架構。2011年第一次推出了64位架構，產品有A53和A57核。A系列可以用于超高能效比的可穿戴和超低功耗手機，例如A35;也可用于亂序執行的幾GHz的服務器，例如A73。

　　Cortex-R實時性強。R8是最新的，定位通信基帶市場。R8做了很多存儲器優化，低延時的外設和內存接口，可支持4核，超標量亂序執行。

　　Cortex-M面向低功耗MCU市場，沒有R系列那么豐富的指令集，按序流水線執行。M系列最新也是最高性能的M7有豐富的接口，比M4整體性能高40%，其中DSP性能是M4的2倍。M7主要面向sensor hub(傳感器融合)市場。

　　那么，ARM推出一個新產品的考量是什么?一種是滿足新的特殊應用市場的需要，例如ADAS(高級駕駛員輔助系統)市場對安全性高，因此專門開出一個新系列。另外是ARM想發展一些市場，例如64位，企業級網絡，眾核等市場。據筆者觀察，每當主要性能高出20%~30%時，ARM就會推出一款新核。

　　為移動優化的Cortex-A73

　　最后一個隆重登場的是旗艦處理器——A73詳解。處理器部市場營銷總監Ian Smythe稱，經過微架構的優化，從benchmark可見，A73的特點是可提供可持續的性能功耗體驗，適合手機等應用。

　　ARM研究員Peter Greenhalgh再次登場，稱采取了多種措施提高性能，例如把A72的三路超標量流水線瘦身到A73的二路。在內存/L2 cache上下了很大功夫等。A73的簡單描述：v8架構，64位，可與A53或A35組成大小核方案。目前A73已獲多家用戶獲得授權。

　　小結

　　ARM以處理器核為核心，誕生了豐富的IP。面向中國市場，ARM看好手機、AR/VR等應用。手機上，ARM最喜歡炫耀的是A73;M系列的新寵是M7;R系列的明星是R8，定位是下一代5G通信的modem處理器等;Mali-G71和Enlighten是面向AR/VR等圖形應用的硬、軟雙臂。

　　感想

　　大家都用ARM核了，是否會產生同質化?一位資深媒體人認為不會，就像滿大街跑的汽車，雖然都是車，但有很大不同。也許不同品牌的車采用相同的發動機，例如原裝進口車和國內組裝車、國產車，但是價位和消費群體不同。甚至同樣檔次的發動機，有人偏好奔馳，有人偏好寶馬。因此，ARM世界也會是差異、多元的。

　　ARM難道要主宰芯片世界？由此，筆者想起英國牛頓“站在巨人肩膀上”的名言，但愿本土企業憑借ARM的有力臂膀，可以走得更遠!