7 دقیقه
امروز ARM از Lumex رونمایی کرد، یک زیرسیستم محاسباتی (CSS) آمادهٔ تولید که برای گرههای پردازشی 3 نانومتری هدف‌گذاری شده و طراحی‌شده تا نحوهٔ ساخت SoCهای موبایل با عملکرد بالا و مصرف انرژی پایین توسط شرکای سیلیکونی را سرعت ببخشد. به‌جای تبدیل ARM به یک سازندهٔ تراشه، Lumex پیادهسازیهای آماده برای فوندری ارائه میدهد که تولیدکنندگان میتوانند به‌عنوان بلوک‌های ساختمانی انعطاف‌پذیر از آن‌ها استفاده کنند — و این امکان را برای شرکا فراهم میکند که منابع مهندسی خود را روی تمایز در سطح خوشه برای CPU و GPU متمرکز کنند.
Lumex CSS چیست؟
Lumex یک نقشهٔ مدولار برای چیپ‌ست‌های مدرن گوشی‌های هوشمند، گجت‌های پوشیدنی و دیگر دستگاه‌های لبه است. این بسته هستههای نسل بعدی CPU از ARM، خانوادهٔ GPUهای Mali-G1، یک اتصال سیستم مقیاسپذیر و زیرسیستم‌های حافظهٔ حساس به امنیت را در خود جای میدهد که همگی برای چندین فوندری 3 نانومتری بهینه شده‌اند. هدف کوتاه‌تر کردن چرخه‌های توسعه، تضمین عملکرد یکنواخت بین فاب‌ها و در دسترس قرار دادن ویژگی‌های پیشرفته مانند مجازیسازی ایمن و حافظهٔ کش سیستمی با کارایی بالا برای تولیدکنندگان است.
اجزای سختافزاری کلیدی
- خوشههای CPU قابل مقیاس از طریق C1-DSU (Design System Unit) جدید: پشتیبانی از طراحی‌هایی از 1 تا 14 هستهٔ CPU و تا سه نوع هسته انتخابی از بین چهار گزینهٔ C1.
- خانوادهٔ GPU Mali-G1: مقیاسپذیر از 1 تا 24 هستهٔ شیدر، شامل نسخهٔ رده‌بالای Mali-G1 Ultra.
- System Interconnect L1 & SLC: پیاده‌سازی کش سطح سیستم که نشتی را در مقایسه با روش‌های استاندارد RAM حدود 71٪ کاهش میدهد و مصرف توان در حالت بیکار را کم میکند.
- MMU L1: واحد مدیریت حافظه‌ای که برای مجازیسازی ایمن و مقرون‌به‌صرفه بهینه شده است و امکان اجرای چندین سیستم‌عامل و بارهای کاری تفکیک‌شده روی یک SoC را فراهم میکند.
خط تولید CPU و سطوح عملکرد
هستههای سری C1 از ARM طوری قرار می‌گیرند که همهٔ بازه‌ها را از بالاترین عملکرد پرچمدار تا پوشیدنی‌های فوق‌العاده کم‌مصرف پوشش دهند. ترکیب و موارد معمول استفاده شامل موارد زیر است:
- C1-Ultra — عملکرد تک‌تردی پرچمدار با حدود +25٪ افزایش در عملکرد تکترد و بهبودهای چنددهدرصدی در IPC نسبت به سال قبل. مناسب برای استنتاج مدلهای بزرگ، عکاسی محاسباتی، خلق محتوا و بارهای کاری تولیدی AI روی دستگاه.
- C1-Premium — عملکرد اوج مشابه C1-Ultra اما با کارایی سطح تراشهٔ بهتر (حدود 35٪ کاهش مساحت die). مناسب برای دستگاه‌های بالای میان‌رده، چندوظیفگی و دستیارهای صوتی همیشه فعال.
- C1-Pro — برای کارایی پایدار تنظیم شده با +16٪ عملکرد پایدار؛ هدف این هسته پخش ویدئو طولانی‌مدت، استنتاج جریان و بارهای پس‌زمینهٔ پایدار است.
- C1-Nano — هسته‌ای فوق‌العاده کم‌مصرف و جمع‌وجور که تا +26٪ بهینه‌سازی مصرف در کوچک‌ترین فرم‌فاکتورها مانند پوشیدنی‌ها و دستگاه‌های کوچک اینترنت اشیا فراهم میکند.
GPU، هوش مصنوعی و شتابدهی ماتریسی
خانوادهٔ GPUهای Mali-G1 بهطور گسترده‌ای مقیاسپذیر است تا بخش‌های مختلف بازار را پوشش دهد. ARM ادعا میکند Mali-G1 Ultra حدود 20٪ عملکرد رستر بهتر و تا 2 برابر رِی‌ترِیسینگ سریع‌تر نسبت به نسل قبلی Immortalis-G925 دارد. در بارهای کاری استنتاج، گزارش شده که GPUهای G1 حدود 20٪ سریع‌تر از نسل گذشته هستند.
در مرکز تلاش‌های ARM برای هوش مصنوعی، Scalable Matrix Extension 2 (SME2) قرار دارد. SME2 ریاضیات ماتریسی حیاتی برای شبکههای عصبی مدرن را شتاب میدهد؛ ARM می‌گوید بارهای کاری ML سمت CPU میتوانند تا 5 برابر توان عملیاتی بالاتر و تا 3 برابر کارایی بهتر نسبت به طراحیهای قبلی داشته باشند که اجرای مدلهای توانمندتر مستقیماً روی دستگاه را ممکن میسازد.
کارایی و امنیت در سطح پلتفرم
Lumex بر طراحی زیرسیستم‌های کم‌مصرف تأکید دارد. System Interconnect L1 و کش سطح سیستمی آن (SLC) بهطور قابل‌توجهی نشتی را کاهش می‌دهند و مصرف توان در حالت بیکار را پایین می‌آورند — که برای عمر باتری اهمیت دارد. MMU L1 ابتداییاتی در سخت‌افزار فراهم میکند تا مجازیسازی ایمن ممکن شود، و به فروشندگان اجازه میدهد سخت‌افزار را برای چندین سیستم‌عامل بخش‌بندی کنند یا بارهای حساس را با سربار کمتر نسبت به راهکارهای صرفاً نرم‌افزاری ایزوله کنند.
بنچمارک‌ها، مقایسه‌ها و ادعاها
ARM گزارش میدهد که یک خوشهٔ محاسباتی CPU از خانوادهٔ C1 بهطور میانگین در شش بنچمارک صنعتی حدود 30٪ نسبت به هستههای قبلی برتری دارد. افزایشهای واقعی در دنیای واقعی بسته به نوع بار کاری متفاوت است: بازی و پخش جریان حدود 15٪ بهبود نشان می‌دهند، در حالی که کارهای روزمره مثل پخش ویدئو، مرور وب و اپلیکیشن‌های اجتماعی بهطور میانگین حدود 12٪ کارایی بهبود یافته‌اند. در مقایسه با Cortex-X925، C1-Ultra بهبودهای چنددهدرصدی در IPC ارائه میدهد که مسیر ARM را به‌سمت عملکرد تکترد و هوش مصنوعی قوی‌تر تأیید میکند.
موارد استفاده و اهمیت بازار
Lumex برای طیف گسترده‌ای از دستگاه‌ها ساخته شده است: گوشی‌های پرچمدار که به حداکثر عملکرد و هوش مصنوعی روی دستگاه نیاز دارند؛ گوشی‌های بالای میان‌رده که از هستههای پرمیوم با صرفه‌جویی در مساحت بهره می‌برند؛ تبلت‌ها و دستگاه‌های پخش که حساس به توان پایدار هستند؛ و پوشیدنی‌های کوچک که نیازمند بیشترین کارایی انرژی‌اند. برای OEMها و شرکای سیلیکون، Lumex وعدهٔ زمان عرضهٔ سریع‌تر، پیادهسازیهای یکنواخت بین فوندری‌های 3 نانومتری و مسیر واضحی برای ادغام هوش مصنوعی سنگین‌تر روی دستگاه را در حالی که عمر باتری و هدر حرارتی حفظ می‌شود، ارائه میدهد.
واکنش صنعت
چندین شریک ARM از Lumex به‌عنوان یک تسریع‌کنندهٔ استراتژیک استقبال کردند. تولیدکنندگان و تیم‌های سیلیکون برجسته اشاره کردند که یک زیرسیستم محاسباتی آماده و قابل سفارشی‌سازی بخش زیادی از بار ادغام سطح پایین را حذف میکند و به آن‌ها اجازه میدهد روی تمایز سطح محصول — چه پردازش دوربین، ویژگی‌های هوش مصنوعی یا تنظیمات مصرف توان سطح سیستم — تمرکز کنند. فروشندگان پلتفرم بزرگ نیز اشاره کردند که SME2 به آوردن مدلهای پیشرفته به طیف وسیع‌تری از دستگاه‌ها کمک خواهد کرد، با کاهش تأخیر و بهبود حریم خصوصی از طریق امکان استنتاج محلی.
نتیجه‌گیری
Lumex نمایانگر تغییر قابل‌توجهی در نحوهٔ بسته‌بندی IP توسط ARM برای عصر 3 نانومتری است: نه با تبدیل شدن به تولیدکنندهٔ تراشه، بلکه با ارائهٔ یک زیرساخت جامع، قابل‌سفارشی‌سازی و آمادهٔ تولید که چرخه‌های طراحی را تسریع میکند و ویژگی‌های سطح بالا مانند مجازیسازی ایمن و شتاب ماتریسی را استاندارد میسازد. برای سازندگان دستگاه که روی هوش مصنوعی روی دستگاه، گرافیک و عملکرد با صرفه‌جویی در باتری تمرکز دارند، Lumex تلاش دارد یک راه میان‌بُر عملی برای محاسبات موبایل نسل بعدی باشد.
منبع: gsmarena
.avif)
نظرات