什么是Arm全面计算解决方案（TCS）？
2021年，Arm全面计算解决方案首次发布，其提供了一整套专为无缝协同工作而设计和IP组合。借助该平台解决方案，片上系统(SoC)的设计商能够轻松应对其计算子系统构建和配置过程中的诸多挑战，包括开发用于总线互联、系统级缓存(SLC)和内存管理单元(MMU)的第三方系统IP，以及将所有组件集成到CPU和GPU集群等各个环节中遇到的问题。
Arm全面计算解决方案大幅降低了SoC设计的复杂性，从而减少了工程成本和资源消耗，并缩短了产品上市时间，助力设备制造商可以更专注于实现其真正的商业价值，推出差异化的硬件和软件。
Arm 2023全面计算解决方案来了！
面对未来计算的复杂需求，Arm于5月29日正式推出了Arm 2023全面计算解决方案（TCS23）。
在近期举办的Arm技术媒体分享日上，来自Arm的技术专家详细介绍了Armv9 CPU集群、全新旗舰级Arm Immortalis GPU等产品，并通过一系列的产品对比，让笔者更加直观的了解到了Arm全新产品在性能方面的提升。
Arm产品营销副总裁Ian Smythe表示，为了满足定义未来计算的复杂需求，并确保数百万开发者能够轻松地在Arm架构平台上实现无缝开发，我们不断突破，在Arm 2023全面计算解决方案推出的全新产品和解决方案，为整个系统的关键工作负载带来了显著提升。
Arm Cortex-X4助力CPU性能再创新高
过去四年里，我们共同见证了Arm对CPU性能和效率的不懈追求。
据Arm终端事业部产品管理总监Saurabh Pradhan介绍，Arm Cortex-X1是我们发布的首款高性能Cortex-X CPU。自此，凭借基于Armv9架构的Arm Cortex-X2和Cortex-X3 CPU，我们成功实现了IPC性能的两位数提升。Cortex-X CPU系列是我们Cortex-X计划的一部分，该计划以性能为先，针对不同的市场需要提供定制化功能，并不断扩展Arm生态系统。
伴随着第二和第三代Cortex-X CPU ，Arm同时也推出了两代Armv9 CPU集群，它们将高性能的Cortex-X CPU内核与高能效的Cortex-A700系列CPU、高效率的Cortex-A500系列CPU相结合，其具备领先的灵活性，可以同时兼顾性能和效率的高水准。不同的CPU集群也正不断丰富着Arm生态系统，并通过赋能创新技术和体验，进而改变我们的数字生活。
值得一提的是，Arm推出了全新的Cortex-X CPU——Arm Cortex-X4，以及集合了Cortex-X4与全新Cortex-A720和Cortex-A520的新一代 CPU 集群。Arm不仅通过Cortex-X4提供了当下先进的Arm Cortex CPU，还推出了强大的 Cortex CPU计算集群。全新的DynamIQ Shared Unit——DSU-120是该集群的核心要素，其基于DSU-110打造，增强了可扩展性和PPA表现，同时还拥有全新的功能。以上特性均基于全新Armv9.2架构之上，确保Arm CPU的架构优势始终延续。
Cortex-X4：重新定义性能效率
据了解，与所有Cortex-X CPU一样，Cortex-X4专注于实现优异性能，并再次带来两位数的IPC增长。相较于去年的安卓旗舰设备，其性能提升了15%。两位数的IPC增长也为单线程“爆发式”工作负载提供了峰值性能，例如在智能手机上启动应用、浏览网页、页面的加载和渲染，以及相机功能。除性能外，Cortex-X4也是更高效的Cortex-X CPU内核，其能效比提高了40%。在保持性能和效率优势的基础上，还兼具支持更高的可扩展性，每个内核的L2缓存可多达2MB，广泛适用于各类消费电子设备。
全新增强版DynamIQ Shared Unit (DSU)
全新的DSU-120基于两年前推出的DSU-110开发，针对DSU的各方各面进行了优化提升。在扩展性方面，它支持从最低单核到最高14核，适用于消费电子设备的各类CPU集群，其范围涵盖了从入门级智能手机、可穿戴设备到旗舰智能手机和高端笔记本电脑的各个领域。
DSU-120还提供了全新的先进功能，例如智能节能模式，它有助于提高整个CPU集群的效率。更高级别的效率表现能延长特定集群所针对的任何消费电子设备的工作天数。DSU-120还新增了24MB和32MB的L3缓存配置选项，进而使得对应集群拥有更高的性能和更低的系统功耗。
领先的Armv9.2架构
要知道，此次Arm基于全新的Armv9.2架构构建了所有的新CPU产品，以快速地将Arm的全新架构推向市场。除了内存标记扩展（MTE）和 可伸缩矢量扩展SVE2，Armv9.2架构还为指针验证（PAC）全新添加了QARMA3算法，以提高在Armv9 CPU上激活安全功能时的性能表现。
Arm Cortex-A720和Cortex-A520功不可没
为确保用户在使用各类终端消费电子设备时能感受到出色的用户体验，Arm CPU集群中的Cortex-A700和Cortex-A500系列CPU在其中发挥了至关重要的作用。
Cortex-A700系列CPU在各种应用及市场中被广泛搭载，范围涵盖机顶盒(STB)、数字电视、智能手表、扩展现实(XR)可穿戴设备、智能手机和笔记本电脑等市场领域。作为集群中的核心产品，Cortex-A700 CPU在有限的功耗范围内实现了更高性能。同时Cortex-A500 CPU在最小芯片面积下展现了优异的能效和功耗表现。
Cortex-A720：性能优异
据介绍，作为行业内出色的IP，Cortex-A720具备持久的优越性能，与上一代Arm Cortex-A715相比能效提升了20%。优化后的Cortex-A720利用增强的新型微架构提升整个系统的功耗和性能，以期在外形尺寸和散热限制条件下，满足现代消费电子设备对更高性能和更长电池续航时间的需求。
Cortex-A520：能效设计优异
Cortex-A520是全新小核，始终不懈地专注于在更小的芯片尺寸中实现更高的能效，与上一代Cortex-A510相比能效提高了22%。这降低了低强度后台工作负载所需的计算功耗，并由此延长了消费电子设备的电池续航时间，从而提供更加持久的流畅体验。
基于两年前推出的Cortex-A510合并核心(merged-core)架构，及重点围绕数据预取和分支预测进行的新微构架级的调整，Arm大幅提高了新一代产品的能效。Cortex-A520秉承“效率至上”的设计理念，且其性能也比Cortex-A510提升了8%。
全新Arm GPU重新定义视觉计算
自去年Arm推出全新旗舰产品Immortalis GPU以来，收获诸多好评。在面向搭载高端和旗舰片上系统(SoC)的全新高性能智能手机设备的各种基准测试中，Immortalis-G715凭借优异的性能和高效能脱颖而出。在光线追踪方面，与配备同类GPU的SoC相比，基于Immortalis-G715的SoC实现了67%和52%的性能提升。同时，在可变速率着色(VRS)基准测试中，该旗舰GPU的性能比同类SoC竞品高出5%到52%。
笔者看来，全新旗舰级Arm Immortalis-G720 GPU以及全新Arm Mali-G720和Mali-G620 GPU的推出进一步巩固了Arm的强劲势头，并完善了Arm面向广泛终端设备的高水平GPU产品组合。在基于第四代Valhall架构构建了前四代GPU之后，全新Arm GPU采用了新的第五代GPU架构，充分彰显了Arm旨在面向各类终端带来下一代视觉计算性能的长期承诺。
Arm GPU的性能和效率将再创新高
除了引入第五代架构外，Immortalis和Mali GPU的整体设计在性能和效率方面也实现了大幅提升。Immortalis-G720支持十核或更多核心，并可选用优化的物理IP来加速SoC设计。Mali-G720和Mali-G620的超强可扩展性有助于为广泛的消费电子设备带来优质的图形功能，例如智能手机、笔记本电脑、数字电视、机顶盒(STB)和可穿戴设备。Mali-G720可支持六到九个核心，而Mali-G620可支持至多五个核心，可助力Arm授权许可合作伙伴在更多市场中实现设计工作的快速复用。
在生态建设方面，Arm的目标是每年都能在GPU领域提供行业出众的性能和效率，同时为开发者提供丰富的工具和资源，助其打造美轮美奂的视觉盛宴。今年也不例外，Immortalis-G720和Mali GPU系列显著提高了效率和性能，并最终使开发者深受裨益。第五代架构为Arm奠定了下一代视觉计算的基础，并将为移动设备带来具有突破性的全新图形功能。
笔者观察
Arm推出2023全面计算解决方案（TCS23）是一个令人期待的发展。这一解决方案将加快智能计算领域的创新和进步，并为用户带来更快、更强大的计算体验。TCS是指整合了Arm架构和其他先进技术的计算解决方案，能够满足各种应用场景的需求。
经过对Arm 2023全面计算解决方案的初步了解，我们可以看到它将带来许多重要特征和功能。Arm 2023全面计算解决方案的端到端系统优化为现在和未来的移动计算应用场景实现了整体SoC性能和效率的优异表现。Arm 2023全面计算解决方案还提供更多的安全功能和软件功能，以进一步激发并释放开发者的创造潜能，为用户带来颇具创新的沉浸式体验。
多方面的系统级提升和其他新功能助力Arm 2023全面计算解决方案为面向未来的移动计算提供了完整平台。我们期待看到更多关于Arm 2023全面计算解决方案的成果，并希望它能够为未来的智能化计算带来巨大的推动力。
