全球 IP 矽智財授權領導廠商 Arm 今（27）日在 COMPUTEX 開展前宣布推出旗艦 IP 解決方案，包括 Arm Cortex-A77 CPU、Arm Mali-G77 GPU 以及 Arm 機器學習（ML）處理器，為 5G 時代飛速發展的人工智慧（AI）體驗做足準備，同時定義了 2020 年高階智慧手機效能。

過去一年多以來，Arm 推出了數個可從「網路終端」擴展到「雲端」的全新解決方案，例如完整的 IP 套件  Arm Project Trillium、Arm Neoverse 則 針對依照智慧聯網裝置打造從雲到端的機器學習裝置等。

另外尚有兩個具有安全功能的 Automotive Enhanced 汽車強化處理器 ，以及專為安全管理物聯網裝置的 Pelion 物聯網平台 ，同時，Pelion 也是物聯網業界第一個為混合環境提供裝置、連接和資料管理的平台 。

Arm 指出，上述所有的全新解決方案，都凸顯出 Arm 在 5G、物聯網、AI 與自駕車等領域的投入。

Arm：5G 帶來轉變，但產業也會面臨許多挑戰
ARM IP 產品事業群總裁 Rene Hass 指出，5G 將推動許多轉變，但在產業轉型時，會面臨到許多挑戰。

例如，在裝置端搭載機器學習和人工智慧的創新規格、隨時隨地都能享受高畫質 HD 遊戲體驗的需求、安全與隱私洩露問題，以及碎片化的軟體／開發者生態系統、雲端網路的頻寬、基礎設施部署的更新服務、5G 智慧手機和電腦，以及人工智慧的崛起、特定領域運算 vs 通用運算的問題等。

而其中最為關鍵性的問題，是大規模運算流程將變得更加困難，且成本也會隨之上升，加上市面上太多不同軟體，造成開發者和生態系統在推動「裝置 AI 化」的困難，而新的效能需求，又帶來更複雜的運算。

帶來挑戰的另外一面，新服務也將帶來產業轉型，例如使用者將能隨時隨地在手機上遊玩高畫質 HD 遊戲，裝置內建人工智慧功能和 5G 的崛起，都將帶來「現在難以想像的新體驗」。

Rene Hass 指出，5G 推動許多轉變中的其中一個，便是晶片的製程，摩爾定律（Moore’s Law）雖然變慢了，但人們對效能的需求越來越高。他說，現在談到 AI 與機器學習相關的經驗或使用體驗時，大多還是從智慧手機作為起點，而所有手機上的智慧，是從 CPU 開始的。

目前全球大概有 40 億部手機，85％ 都以 CPU 來執行 AI、機器學習體驗，或者使用 CPU + GPU 的方式完成， Rene Hass 認為這是一件意義相當重大的事情。

以 CPU 來運行機器學習的其中一個例子為 Google 翻譯，或者我們每日在使用的 Instagram 的散景效果，就是 AI 運算的結果，而這些都還是「相當早期」的階段。

Rene Hass 指出，隨著 5G 時代來臨，眾多機會如 AI、VR 或身臨其境、沉浸式的遊戲等，因為 5G 擁有速度高、延遲低的特性，這樣的需求也會帶來許多新產品的誕生。

Arm 今年推出了裝置內建機器學習功能的 IP 套件，就是為了因應 5G 世代所需的效能。

Cortex-A77：重新定義行動裝置效能
全新的 Arm Cortex-A77 CPU，擁有比 Cortex-A76 裝置高出 20％ 的 IPC 效能，可帶來先進的 ML 與 AR／VR 體驗。

Cortex-A76 是第二代 DynamIQ 處理器，基於一種新的微架構，可將機器學習能力大幅提升，透過軟體的優化，還能提高至 28 倍效能；使用 Cortex-A77 ，除在架構、微架構的改進，Arm 預期會有更多的軟體效能的優化，這代表 Cortex-A77 將把機器學習能力帶入新的境界。 

事實上，透過硬體與軟體的優化組合，過去兩個世代的 Cortex-A7x 系列處理器（Cortex-A76 與 Cortex-A77）的整體 ML 效能，已經提升了 35 倍之多。全新的 Cortex-A77 CPU 證明了 Arm 在智慧手機有限的功耗限制下，持續推動在性能上媲美今日主流筆電、同時又兼顧同級最佳能耗效率。

Arm 產品管理總監 Stefan Rosinger 指出，Cortex-A77 可以符合智慧手機的功耗，同時達到效能最大化，其擁有比 Cortex-A76 裝置高出 20％ 的效能、浮點運算效能增加 35％ 以上，記憶頻寬的改善幅度超過 15％，是受惠於 Cortex-A76 延續下來的第二代 7 奈米設計。

Cortex-A77 在裝置上的一些使用案例，例如 AI 相機、視覺場景檢測、3D 掃描、生物特徵用戶辨識、聲音辨識、遊戲／擴增實境中的機器學習，將帶來更佳的 app 反應速度、更棒的虛擬體驗等。

根據 Eircsson 在去年 11 月發表的行動報告，到了 2024 年，具備 5G 聯網能力的智慧手機約為 15 億部，對於運算密集的 ML、AR 與其他在裝置上的全新與新興的使用案例，「5G 都是不可或缺的需求」。

Mali-G77：全新架構、顛覆的效能
Arm 指出，預計在 2019 年，全球遊戲市場產值將高達近 1,500 億美元 ，將是全球最大營收的市場之一，同時也是驅動運算需求與日俱增的主要原因。

此外，根據市場情報機構 Newzoo，2018 年是手遊市場營收首度超越電玩主機加上個人電腦遊戲營收的一年，為全球電玩遊戲市場貢獻超過一半以上的收入（703 億美元）。

觀察目前全球手遊趨勢，用戶正朝向高人氣的高逼真度、多人遊戲，例如《要塞英雄》（Fornite）、《絕地求生》（PUBG）。

Mali-G77 GPU 利用全新的 Valhall 架構迎接挑戰，為手遊和具有更長壽命的手持裝置提供高階繪圖，這代表用戶在遊玩手遊時，可以玩得更久。

與現今裝置中的前代 Mali-G76 相比，Mali-G77 GPU 具有近 40％ 的效能提升。Mali-G77 同時也在關鍵的微架構上進行強化，包括引擎、texture pipes、與 load store caches，並將能源效率與效能密度提升了 30％。

值得注意的是，Mali-G77 同時還帶來 60％ 的機器學習效能提升，為先進的裝置智慧，顯著推升推論與神經網路（neural net，NN）等效能。接連幾個世代的持續強化，為開發人員提供更多的效能，以便開發者為行動 app 生態系統設計出更多沉浸式的遊戲。

Arm ML：同級最佳能耗效率，讓整個生態系統的 AI 效能極大化
上文提及的 Project Trillium，是一個異質的 ML 運算平台，包括 Arm ML 處理器以及開放原始碼的 Arm NN 軟體框架，目前正搭載在超過 2.5 億台 Android 裝置上。

隨著機器學習使用案例的需求越來越高，開發人員更渴望能利用系統上專屬神經處理器（NPU）的優勢。

自從去年宣布推出 Project Trillium 後，Arm 針對 ML 處理器進行強化，包括超過兩倍的能源效率，達到每瓦 5 兆次運算（TOPs/W）、記憶體壓縮技術提升達三倍，以及提升至高達八核心的次世代峰值效能，與每秒最高 32 兆次運算（TOP/s）。

「全面運算」將解決最大挑戰：碎片化生態系統
而當今最大的挑戰之一，是市場上擁有許多不同的解決方案。軟體選項與硬體架構清單毫無止境，造成碎片化生態系統的擴大，讓「終端」到「雲端」的擴充性變得困難，對開發者以及新技術的採用也更為挑戰。

隨著 5G 將帶動對效能與效率的強烈需求，這意謂著「共同架構」的必要性，才能使設計與部署更便利。

為使開發者可輕易存取效能的共通工具鏈協同合作，Arm 指出，全新的旗艦 IP 套件：Cortex-A77 CPU、Mali-G77 GPU、 Arm ML 處理器、Arm NN 框架，以及 最近發表的 Mali-D77 顯示處理器 ，將讓眾人一窺 2020 年高階智慧手機的更多可能性。(新聞來源:科技報橘)