Arm於2018 Tech Symposia科技論壇分享第5波運算革命，宣佈1兆個連網裝置願景

在2018 Arm Tech Symposia活動中，多為Arm高層貴賓分享了對於產業趨勢的觀點，除了由大數據所驅動的第5波運算革命之外，也一併帶動邊緣運算、自駕車以及伺服器、基礎建設等產業動能，讓身為全球矽智財領導廠商的Arm在這波脈動中扮演了不可獲缺的重要角色。

第5波運算革命來襲

在這次活動中，Arm副總裁暨嵌入式及車用事業部總經理John Ronco與副總裁暨育成計劃總經理Vincent Korstanje，分別為大家說明了產業趨勢以及Arm對未來的規劃。

回顧過去，第1波革命是大型電腦（Mainframe）的出現，接下來進入尋常百姓家的個人電腦與軟體則為第2波革命，第3波革命由網際網路領銜，讓世界各地的人們能夠互相傳輸資料，而第4波革命的行動與雲端運算，將人們從電腦前解放出來，隨時隨地都能輕鬆存取大量資料。

而第5波革命的重點則為「資料」，並可細分為透過物聯網裝置產生資料，由5G通訊傳書資料，並透過機器學習、人工智慧的方式處理資料。

從這個發展趨勢中可以看到，有越來越多的物聯網裝置會出現在我們的生活中，並不斷產生數量龐大的資料，傳輸到後端平台進行運算、處理，並從大量資料中找出「洞見」，並進一步產生價值。

舉個例子來說，零售業可以導入智慧人流分析系統，透過與網路連接的攝影機擷取顧客在店內的影像，並將所有影像匯整並處理後，從中發現特定的行為模式（例如挑選商品的習慣），並以此結果改善經營方式（如店內商品陳列）。

▲ 在第5波電腦革命中，海量資料改變了電腦與我們互動的方式。

▲ Arm預估在2021年之後，世界將有超過1兆台連網裝置。

Neoverse解決方案迎接1兆台連網裝置的世界

隨著連網裝置的數量越來越多，這些裝置產生的資料也會日益增加，如果採用雲端運算架構的話，首當其衝的就是將資料傳回雲端所需的頻寬。假設需要處理10億台HD攝影機拍攝的影像，每個月可能需要耗費400EB（即4億TB）的傳輸頻寬，並需要400萬台伺服器處理資料。

為了解決這個問題，勢必需要改採邊緣運算（Edge Computing）架構，將一部分運算工作轉移到更接近使用者的節點處理，並只將處理結果回傳雲端伺服器。回到上段零售業的例子，邊緣運算架構會在每個分店將影像分析完後，只將分析結果上傳到總公司（而不像雲端運算會將影片直接上傳到總公司），如此一來便能省下許多傳輸頻寬。

Arm提出的Neoverse解決方案就是針對這個趨勢而來，從微架構設計到晶片、軟體、系統方面的創新，帶來卓越的效能、安全以及擴充性，因應所有領域運算產品多樣且持續演變的需求。

全新產品發展藍圖特別針對基礎設施設計，從預計於2019年率先推出的7nm製程Ares平台到2021年期間，每世代將提供30%的效能提升，以因應持續變化的資料模式、新型作業負載，以及對基礎設施持續演化的需求，進而達成支援超過1兆個連網裝置的願景。

▲ 透過雲端運算架構處理10億台HD攝影機拍攝的影像，每月需要耗費400EB頻寬，並需400萬台伺服器處理資料。

▲ 當連網裝置越來越多，雲端運算架構的基礎設施就無力負擔裝置需求。

▲ 這時候就需透過邊緣運算架構，將負擔分散至更接近裝置的節點。

▲ 邊緣運算有著低延遲、安全、低功耗、高可靠、低頻寬需求、低成本的優勢。

▲ Arm將針對每世代基礎設施平台提供30%的效能提升，每世代裝置端處理器也將有15%提升。

▲ Arm的Project Trillion也透過提供完整生態系統、軟體、硬體，來改善機器學習、人工智慧的應用成效。

▲ 此外Arm也發現伺服器環境約有20%的運算效能被虛耗，因此推出相輔相成的Arm伺服器產品。

▲ 企業可將網路、儲存、資安等運算需求從主要處理器分擔至Arm伺服器中的次要處理器，進而提高主要處理器執行程式的效能。

為車而生的Cortex-A76AE處理器

Cortex-A76AE後端的AE為「Automotive Enhanced」的縮寫，可以看出是針對車載電腦推出的強化版處理器，它除了採用7nm製程外，更是業界首款具有Split-Lock功能的高效能應用處理器，不僅具有自動駕駛所需的效能，還擁有高完整性的安全機制。

汽車廠商可以在晶片量產後，透過軟體方式設定處理器叢集的運作模式，針對需要較高效能的應用情境（如影音娛樂系統），設定為分離模式，讓多個處理器核心同時運作以釋放效能。

至於需要更高安全性的應用情境（如自動駕駛系統），則可設定為鎖步模式（Lock-Step），在叢集內建立1對或2對鎖步處理器核心，透過增加冗餘以及錯誤校正的手段提升系統可靠度。如此一來不但兼顧效能與安全，也能提供汽車廠商更大的開發彈性，以因應不同車款的需求。

▲ Arm的IP已經深入許多汽車的零件之中。

▲ Arm的Safety Ready計劃集中挹注的資金，協助合作夥伴與汽車產業加速開發時程，提升市場上商品的安全性。

▲ Cortex-A76AE為專為車載電腦推出的強化版處理器。

▲ Split-Lock功能可以讓廠商自由設定處理器叢集的運作模式，以兼顧效能與安全。

擴大DesignStart計劃加速Linux嵌入式方案

DesignStart是Arm針對小型新創公司提出的授權方案不但授權數量較有彈性，也無需預付授權費用，有助於降低授權門檻並加速客製化SoC開發。

這次Arm將方案擴大至Cortex-A5，除了可搭配近期推出的Mbed Linux OS，延用Linux環境的資源，還能搭配Pelion物聯網平台，安全、迅速地開發並管理裝置。

另一方面，Arm也將Xilinx FPGA方案免授權費與權利金的方案延伸至Cortex-A5，透過支援嵌入式與物聯網裝置的方式，滿足市場多元的需求，加速SoC的開發工作。

▲ 在過去1年左右，已經有超過3,500個專案利用DesignStart。

▲ Cortex-A5不但成為DesignStart方案成員，也對應Xilinx FPGA免授權費與權利金方案。

▲ 開發者可以透過Pelion物聯網平台，進行所有連線、裝置、資料的管理。

雖然這場活動並沒有聚焦於Windows 10 on Arm，但是在提問時間中，John Ronco指出Arm未來必定會推出效能更強的處理器IP，並維持一慣低功耗的特色，讓輕薄Windows 10筆記型電腦的未來相當值得期待。