Arm首推主流市场NPU/GPU/DPU IP，将为中国市场带来什么？

近年来，几乎进入了“全员NPU的大数据时代”，华为、海思、三星、阿里、寒武纪……NPU作为手机、云端重要的组成部分，迎来了大爆发。但目前来说，整体的硬件还没有一个统一的硬件标准，也鲜有完整生态支持，所以市场需要的是一套软件硬件相结合的，能够发挥生态系统的力量。

主流市场NPU、GPU、DPU三箭齐发

10月23日，Arm在2019年度技术论坛上发布了三款面向主流市场的IP，包括全新的NPU产品，Ethos-N57和N37；首款基于Valhall架构的GPU，Mali-G57 GPU；目前为止单位面积效率最高的显示处理器DPU，Mali-D37。

图1：Arm发布面向主流市场的NPU、GPU、DPU新IP

据Arm市场营销副总裁Ian Smythe介绍，该产品的设计理念主要为主流设备带来最极致的体验，针对不同市场，希望根据客户所需处理能力，提供有效的IP，既能够合理控制成本，又能达到客户期待的性能。正如上文所述，Arm的目标就是发挥生态系统的力量，将软硬件结合来提升使用体验。

据了解，此前Arm曾发布过高端市场所用IP，此次发布主要针对主流市场，通过Arm的标准化和强大的生态系统，使市场可获得更加极致的体验。值得一提的是，这几款产品均可基于最新开源的通用软件Arm NN上开发。

具有智能数据管理的Ethos-N57/N53

Arm ML事业群商业与营销副总裁Dennis Laudick介绍，此前曾发布过名为Arm ML处理器的NPU IP，此次扩充主流市场产品IP后，现称之为Ethos系列产品，而原Arm ML处理器现名为Ethos-N77。当然，主流市场推出的IP则分别为Ethos-N57和Ethos-N37。

他表示，本次发布的Arm Ethos-N57与N37与N77拥有相同的新架构，具体来讲Ethos-N77主要针对最高端、性能要求最高的市场；Ethos-N57针对主流市场，这款产品非常完美地实现了性能、成本以及功耗的均衡；Ethos-N37则针对低端市场，也就是对成本极端敏感的市场。

据Dennis Laudick介绍，Arm已发觉市场对NPU的多样化需求，并且值得一提的是，市场对性能以及带宽的需求非常一致， Ethos-N37、N57、N77是针对性能需求和市场的差异化产品。

图2：Ethos-N37、N57、N77可针对多样化市场需求

据了解，Arm的NPU产品自Arm ML处理器设计之初，重点关注的是数据而非处理，因此在设计中更多地注入了智能数据管理的功能和理念，包括数据敏感型压缩技术、高密度剪枝和稀疏功能。

图3：Ethos-N37、N57、N77拥有智能数据管理功能

需要强调的是，本次Arm推出的NPU产品为通用型产品，旨在硬件标准化。众所周知华为、海思、三星、阿里、寒武纪均拥有自己的NPU产品，不过目前市面很多机器学习（ML）工作负载使用的是Arm的CPU，本次发布的NPU可以将Arm的CPU ML性能进一步提升，同时提供更好的软件和工具支持。

相比前代提升30%的Mali-G57

Ian Smythe对现场记者介绍表示，Mali-G57是针对主流市场的基于Valhall架构的GPU。值得一提的是，与前代产品在相似条件下测试，Mali-G57性能是Mali-G52的1.3倍。

在性能方面，Mali-G57能效比提升了30%，性能密度也提升了30%，机器学习（ML）性能提升了60%。换言之，用户可以获得更好的图形表现力和画质，有效支持不断增长的图形和机器学习（ML）复杂性。

他表示，Arm Valhall架构设计之初的宗旨便是把并行最小线程数量做得越来越大，使架构越来越宽；另外，尽量简化，让编译过程越来越友好。 

图4：Valhall的设计理念

小型化低功耗的Mali-D37

Ian Smythe介绍表示，Arm的DPU产品要追溯到2013年，在今年同样发布过针对高端使用场景，特别是VR中应用的Mali-D77。而此次发布的Mali-D37是首款面向主流和入门级市场的DPU产品。

图5：Arm在DPU方面的历史

Mali-D37的最重要的特点是支持全高清（Full HD）与2K分辨率，16纳米制程的面积小于1 mm²。另外，该款产品通过减少GPU核心显示工作和内存管理功能，功耗最高可降低30%。

开源架构Arm NN与生态建立完整工具链

Ian Smythe强调，除了处理器相关IP的研发以外，Arm非常注重软件和生态系统。事实上，Arm拥有如此众多的高性能产品，在强调软硬结合的现今，Arm的开源架构Arm NN是发挥硬件性能的关键性钥匙。

Arm NN是一个偏向底层的机构，可与高层的机器学习（ML）或人工智能（AI）框架连接，除此之外，也可连接标准引擎，实现Arm IP与第三方可配置的IP连接。利用Arm NN可以简化开发环境，加快ML的部署。

值得一提的是，Arm NN的强势在于全面化和标准化，在标准化前提下，开发人员可以进行定制开发。当然，Arm NN是一个开放开源的平台，是支持其他第三方处理器的，不过利用众所周知Arm的异构计算能力非常强，再结合其提供的软件和工具可以发挥预期的表现力。

图6：开源软件Arm NN加快ML的部署

值得注意的是，Arm还宣布与Unity合作。众所周知，Unity是著名的图形游戏引擎，Arm一直以来拥有非常优良性能的CPU/GPU/NPU IP，根据Ian Smythe强调，Arm将进一步优化Unity引擎，用户将获得更好的性能体验。

图7：Arm将与Unity合作

将一如既往为中国市场提供服务

通过上文所述，我们明白了Arm首推的主流市场NPU/GPU/DPU IP可以为中国市场带来标准化的生态建设。除此之外，对于目前许多消费者非常关注的问题，在Arm 2019年度技术研讨会上，Arm中国董事长兼首席执行官吴雄昂表示Arm是唯一的非美国计算平台，经过法务部门调查，Arm v8与未来的Arm v9都是源于英国技术，ARM会一如既往持续对中国企业进行授权和服务支持。

据了解，目前在中国拥有超过200家合作伙伴，中国客户基于Arm技术的芯片累计出货量大于160亿，在国产SoC中，有95%是基于Arm处理器技术。吴雄昂强调，中国地区也是ARM的重要市场，占到该公司营收20%左右。

另外，此前Arm曾宣布推出PSA认证，高速发展的现如今，这套认证可以帮助中国本土独立的IoT生态体系的建设。值得一提的是，在中国有很多其他的品牌厂商、方案解决商有意愿参与PSA认证。

今年7月，Arm携手国联通旗下联通物联网有限责任公司宣布部署基于Arm Pelion设备管理平台与Mbed OS操作系统所打造的全新物联网平台。该物联网平台是一个开放、共享的平台，支持各种种类的跨平台设备，如果是基于Arm架构的设备，完全可以在Pelion的平台上来实现端到端的解决方案的开发；如果是基于非Arm架构的设备，Pelion平台也可以很好地管理并提供安全的保障。

可以说，Arm一直以来都非常重视中国市场，同时Arm从硬件的CPU/NPU/GPU/DPU IP，到软件的Arm NN、Pelion，再到PSA安全认证，可为中国市场的标准化生态建立提供非常有利的帮助。

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