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为主流价位移动设备加入AI计算:ARM发布新一代Mali解决方案

简介: 随着人工智能技术的逐渐实用化,人们对于机器学习算力的需求正在飞速增长,除英特尔、英伟达等传统芯片厂商以外,谷歌、亚马逊等公司都在致力于打造自己的专用 AI 处理器。
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3 月 6 日下午,移动设备芯片设计公司 Arm 在北京举行了产品发布会,向全球发布了其人工智能计算的最新解决方案,其中包括 Mali-G52、G31 移动端显卡,Mali-D51 显示处理器以及 Mali-V52 视频处理器。


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随着人工智能技术的逐渐实用化,人们对于机器学习算力的需求正在飞速增长,除英特尔、英伟达等传统芯片厂商以外,谷歌、亚马逊等公司都在致力于打造自己的专用 AI 处理器。为了保持在移动芯片领域的领先地位,Arm 也在沿着自己的道路不断推进。2 月 14 日,该公司宣布启动 Trillium 项目,其中包括未来的专用机器学习处理器、目标检测处理器,以及神经网络软件库的 Arm IP 套件。而昨天在北京发布的新一代硬件产品则宣示了 Arm 在主流市场上已开始了自己的行动。


「目前在移动的世界里,消费者的使用行为已经发生了变化,」Arm 计算事业群市场营销资深总监 Ian Smythe 说道。「今天,手机是人通向世界的大门,Arm 作为一家企业的使命是让技术以无形的方式来让人连接世界。」


在 Arm 看来,今天移动端设备消费者行为的变化带来了三大新需求:机器学习应用、3D 视频游戏、和虚拟/增强现实。


这或许意味着未来芯片市场的格局会出现翻天覆地的变化。据估算,至 2018 年底,中国将设计和制造超过 10 亿台智能手机并销往世界,中国厂商在海外市场的份额正在以每年翻倍的速度快速增长。这样的速度使得 Arm 分外重视中国市场,该公司正在积极寻求与国内厂商在新架构上的合作。


目前,Arm 对于自己在市场上的领先地位感到满意。「目前市场上大部分移动技术都是基于 Arm 的,」Ian Smythe 介绍道,「其中包括 Cortex-A 的处理器——世界上绝大部分的智能手机都装载了 Cortex-A 系列处理器。同时 Arm 拥有一个多媒体方面的品牌 Mali,它也是全球 GPU 出货量最大的 GPU。简而言之,Arm 在全球的合作伙伴去年共计出货基于 Mali 的片上系统(SoC)达到了 12 亿片。」


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AI 和机器学习是现在最热门的话题,而作为被用到最多的计算设备,手机等移动设备则是机器学习的重要应用场景。很多用户已经在不知情的情况下享受到了机器学习带来的便利。事实上,在搜索、机器翻译和照相等应用的背后都有机器学习的身影。


作为最大的移动端芯片设计者,Arm 的产品是机器学习计算的重要承载设备。根据 IDC 统计,目前市场上 90% 的 AI 计算由 Arm 来实现的。


与华为、苹果推出的深度学习芯片相对应,Arm 在 2017 年推出了 DynamIQ 异构计算解决方案。DynamIQ 完全改变了 Cortex 系列处理器的部署方式,它为 CPU 引入了一系列全新指令集,极大提升了人工智能计算的性能。同时它也极大地提高了多核计算的灵活性,在 8 核处理器系统中(1 大核加 7 小核),DynamIQ 实现了在同样的硅面积之下,总体线程性能翻一番,与此同时,它也能实现高性能的双四核布局。


在发布会上,Arm 发布了全新的 Mali-G52、G31 移动端显卡,Mali-D51 显示处理器以及 Mali-V52 视频处理器设计。据介绍,新一代芯片设计在机器学习计算性能上有了大幅提升,适用于主流市场上的手机、智能电视等设备。


Mali G52 GPU 的上一代 G51 是正好在一年以前发布的,时隔一年,新一代的产品就已获得了性能密度 30% 的提升,性能效率比 15% 提升,而在机器学习能力上,新一代设计更是获得了 3.6 倍的性能提升。


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Mali-G52 采用典型的四核布局。其执行引擎由 G51 中的四线程扩展到了八线程。因此在复杂的指令上,它能够实现两倍的性能,因此在芯片面积上 G52 是 G51 的 1.2 倍,但性能上前者却是后者的两倍。为了更好地支持机器学习,Arm 也加入了一些具体的指令,其中包含英特尔一直以来支持的一些指令,在 ImageNet 图像分类与 Yolo network 卷积层性能测试中,G52 的性能相对前代产品都有了非常大的提升。


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在显示芯片上,Arm 配套推出了 Mali D51,它是去年 DP650 的继承者。相较前代产品性能密度提升了一倍,通过使用 Offload 技术,它的性能效率则有 30% 的提升,同时内存时延减少了 50%。


通过把 Mali-D51 和 Assertive Display5、HDR10 结合在一起。Arm 的解决方案可以让目前主流价位设备的显示屏都能实现 HDR4K 画质,从而进一步提升产品的竞争力。


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Mali-V52 则是基于 Arm 多核 Video 的视频输出解决方案。与前代产品 Mali-V61 相比较,其在解码性能方面有了一倍提升,硅晶片面积降低了近 40%,同时在视频的质量上提升了 20%。针对于一些特定的使用场景,Arm 能够提供优化解决方案。如在智能电视应用上,基于 Mali-V52 的设备可以在一个电视显示屏上同步展示多达 16 个视频流。


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与此同时,Arm 还推出了面向低端市场的新一代 GPU Mail-G31,它也是 G30 系列,Bifrost 架构家族中的第一款 GPU。它和 Mali-G51 采用的架构技术是一样的,但总硅面积降低了 20%,在性能密度上也有 20% 的提高,同时在 UI 性能方面有 12% 的提升。


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至此,Arm 的下一代中/低端视频处理芯片解决方案的组件已全部推出,这家公司正在积极推进新设计的产品落地。Ian Smythe 表示,目前已经有很多合作伙伴正在开发基于 Mali V52、D51 的产品。在 GPU 方面,预计在今年晚些时候我们就将在市场上看到搭载 Mali G31 芯片的设备面世,而搭载 G52 的设备则可能会于 2019 年出现在市场上。


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