继2021年首推Armv9 CPU之后，近日，Arm正式对外发布2022全面计算解决方案(TCS22)，包括第二代基于Armv9架构的CPU IP—Arm Cortex-X3、Arm Cortex-A715、Mali-G615，并增强了Arm Cortex-A510和改善了DSU-110，此外，Arm还同时推出了全新旗舰级GPU产品Arm Immortalis™，这是首款可在移动端支持基于硬件的光线追踪的GPU，可提供更为真实的沉浸式游戏体验。
Arm高级副总裁兼终端事业部总经理Paul Williamson说，今年Arm通过新的扩展CPU集群，来应对市场对性能和效率的新需求。新的CPU设计旨在提升峰值性能，并提供出色的持续性能和效率。据称，TCS22 的 Arm IP 组合可在一系列工作负载中实现28%的性能提升，以及16%的能耗降低。
Armv9 CPU家族再度上新
新的Arm Cortex-X3可面向广泛的基准和应用市场，与最新款的安卓旗舰智能手机和最新的主流笔记本电脑相比，其性能分别提升了25%和34%。
Arm Cortex-A715专注于高效性能，与Cortex-A710相比，其能效提升了20%，且性能提升了5%，达到了可媲美Cortex-X1性能的重要里程碑。考虑到高效性能的重要性，Cortex-A715的CPU集群采用了基于大小核(big.LITTLE)的配置，这也是目前全球消费级设备最常用的异构处理架构。
基于Armv9架构的Arm Cortex-A510在2021年推出，这是Arm四年来推出的首款高效小核。今年的更新版本在保持性能不变的同时，将功耗降低了5%。同时，与去年的上一代产品相比，更新版的DSU-110所支持的CPU集群内核数增加了50%，实现了不同等级消费级设备的可扩展性。
Arm史上性能最强GPU问世
移动设备的创新推动了移动游戏的迅猛发展，视觉效果出色的AAA游戏的兴起也要求相互匹配的性能表现，从而又推动了相关硬件平台的升级。
全新旗舰级GPU产品Immortalis在Mali技术积淀的基础上进行了配置和增强，具备基于硬件的光线追踪功能，旨在为安卓游戏生态系统提供更好的移动3D体验。特别值得关注的是，Arm的光线追踪单元专为效率而打造，只占用了约4%的着色器核心面积，且仅耗费非常小幅的功耗，却能在相关领域带来300%的显著性能提升。
另外两款高端GPU产品，Arm Mali-G715 GPU提供所有新款GPU都具备的可变速率着色(Variable Rate Shading)图形功能，能够显著降低能耗，并进一步提升游戏性能；Mali-G615则将为更广大的开发者和消费者更快地带来高端的移动应用场景、功能和特性。
与前一代产品相比，最新的Arm GPU在性能和能效方面均提升了15%，可提供更长的游戏时间。同时，它们还将提供2倍的机器学习能力，以实现更多的智能应用和更出色的用户体验，是迄今为止Arm性能最强的 GPU。
“Mali-G715和Mali-G615将提供比去年旗舰级GPU更高的性能，天玑9000已在游戏中展现出了领先性能，正在用更丰富、更深入的视觉效果来推动性能的极限。” Paul Williamson说。
迄今为止，Arm Mali GPU出货量已超过80亿颗，Arm架构正成为移动游戏的基石。Paul Williamson指出，性能效率是将视觉体验应用到各处的关键，而今天，实时3D 游戏是主要的驱动力。如果要将游戏应用从智能手机转移到AR/VR等其他领域，则需要游戏世界的开发者和创作者将他们的经验应用其中。因此，Arm一直与Unity等伙伴合作，致力于通过最新的IP，为开发者带来基于Arm架构的终极视觉体验。
以游戏为例，这是一项系统级别的工作负载，重要的是衡量系统相关的指标，而非个别IP。在一个游戏示例中，通过基于8核CPU集群进行测量，在DSU上共享 8MB L3 缓存，并运行于安卓S的软件栈。在2022全面计算解决方案中，可以看到高达23%的DRAM带宽减少，显著改善了缓存大小与游戏工作负载，同时改善了效率并最终延长游戏性能续航。
与2021全面计算解决方案相比，系统能耗减少了16%。这一重大提升，将为百万级移动游戏开发者带来进一步的持续游戏性能表现。并且，最终在不同工作负载中的测试，性能可显著提高28%，这些都是来自于系统层级优化的结果。
总体而言，Arm全面计算是面向系统范围的方法，其中包括所有囊括在内的Arm产品，从而进行全面优化设计。针对具体用例，Arm会对其工作负载以及它本身的局限性进行深入了解。也就是说，对方案中涉及的Arm产品(包括编译器、IP、开发人员的工具等)进行优化时，就能确保所建模的工作负载能够在实际性能中实现。这一方法在于理解每个应用都有其独特的需求。只有对系统上的各项组件进行优化，才能实现最佳性能。
移动计算生态全面进入64位时代
Paul Williamson认为，不仅是游戏，所有应用都应该尽快过渡到64位。中国市场在这方面已经取得了良好进展——主要的应用商店已表明，到今年8月，所有新上架的应用都是64位的。他补充说，事实上，64位应用能够为用户带来更好的体验，比如在应用启动时间方面能够加快20%，任何没有过渡到64位的应用都会因为性能上的欠佳，让用户感到失望。
为此，Arm 2022全面计算解决方案提出了三项原则：
首先是性能方面，如果用户对性能有高要求，Arm倡导需要迅速过渡到64位。如果说过去开发者对64位生态系统的就绪程度还有一些犹豫不决，那么随着近期OPPO、vivo 和小米等公司参与的中国金标联盟的宣布，中国的计算生态系统和应用生态系统已全面就绪64位。这意味着，未来几年的旗舰级智能手机都需保证为全64位设计，以确保获得更好的效率和更强的性能。
其次是开发者的可及性方面，最新的IP在机器学习性能方面进行了更新或提升，为了确保开发者能够获得这些性能，Arm将持续致力于Arm计算库和Arm NN框架，以确保开发者能访问这些性能。无论是在GPU中的矩阵乘法的改善，还是系统级优化和设计中其他地方的缓存微调中，Arm NN和Arm计算库让开发者能获取这些性能。
最后是安全性。Arm一直在加强处理内的安全性，已经推出了非对称内存标签扩展，这被认为是去年推出的同步MTE和异步MTE的结合。Arm还将这些保护措施扩展到设计中较小的可信执行环境中，这也是系统执行软件栈中可能最具安全意识的组件，例如人脸解锁和面部识别功能，需要确保免受额外的恶意攻击。在新一代产品，Arm将这些安全增强引入设备的可信执行环境中，安全功能将在这个环境中运行。
Paul Williamson还在最后透露了Arm未来的产品路线图。如上图所示，在大核CPU产品线中出现了新的项目：Hunter和 Chaberton；GPU产品线中则出现了Titan和Krake两个项目。同时，Arm也正投资于系统IP和安全性的增强，前者将确保低延迟的内存路径和系统级缓存性能，从而推动现实世界的持续性能以及综合基准的提升；后者，例如增加对隔离和虚拟化的支持，这将与安卓系统的的pKVM倡议保持一致。
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