إذا كان هناك أي شيء واضح في المعالج الصناعة ، هذا هو إنتل و AMD تهيمن تمامًا على السوق في احتكار ثنائي يبدو منقطع النظير. ومع ذلك ، في الآونة الأخيرة ، ODM (هذا يعني أنهم لا يصنعون الرقائق ، بل يصممونها فقط) ARM يكتسب المزيد والمزيد من الأهمية ، خاصة مع تصميمات مثل DynamIQ ، وهو رهان يعد به تحسين القوة من المعالجات مع الحفاظ على الاستهلاك ، وفي هذه المقالة سوف نخبرك بما يتكون منه.
في الواقع ، إذا كان هناك تصميم ARM معروف ، فهو كذلك big.LITTLE ، التي تتكون من بنية غير متجانسة تتكون من نوى أكبر وأكثر قوة لأداء المهام الصعبة وغيرها من النوى الأصغر ومنخفضة الطاقة لتوفير الطاقة عندما لا تقوم المعدات بذلك. يتطلب قوة كبيرة. تم تنفيذ هذه البنية في شرائح الهواتف الذكية لفترة طويلة وليس منذ فترة طويلة أن Intel (ويبدو أن AMD مع Zen 5) قد تبنت نموذجًا مشابهًا (ولكن بطريقتها الخاصة) في معالجات سطح المكتب الخاصة بها ، لذلك يشير كل شيء إلى هو الطريق للذهاب.
ARM DynamIQ ، كيفية زيادة الطاقة دون زيادة الاستهلاك؟
تم تشغيل بنية ARM لسنوات عديدة كبديل عن Intel و AMD ، ولكن بشكل خاص في الهواتف المحمولة والخوادم بفضل استهلاكها المنخفض ، ولكن لم يكن ذلك حتى تفاح قررت إنشاء شريحة M1 الخاصة بها ودمجها في أجهزة الكمبيوتر الخاصة بها حتى تدخل ARM بالفعل في صناعة أجهزة الكمبيوتر المحلية.
هذه البنية الجديدة التي أطلق عليها ARM اسم DynamIQ (وهي لعبة على الكلمات باللغة الإنجليزية تجمع بين كلمة "ديناميكي" و "IQ" و IQ) من حيث المبدأ تستهدف الأجهزة المحمولة و IOT الأجهزة ، لكنهم أكدوا أنهم يعتزمون أيضًا الوصول إلى النظام البيئي لأجهزة الكمبيوتر الشخصية وحتى الخوادم ، نظرًا لإمكانياتها الهائلة.
وفقًا لـ ARM ، فإن الهدف من هذه البنية هو جعل من الممكن تجهيز رقائقهم بأنظمة الواقع الافتراضي والتعلم الآلي ، ولهذا قاموا بإضافة المزيد من النوى وعدد أكبر من التعليمات (وهذا هو بالضبط ما تمتلكه ARM يتم إجراؤه دائمًا "ضعيف" مقارنة بـ x86 ، حيث تحتوي رقائقه على مجموعات تعليمات أصغر بكثير وأكثر تحديدًا) ، قوة تصل إلى 50 مرة بشكل عام لمهام الذكاء الاصطناعي.
الموضوع الأساسي لـ DynamIQ هو قابلية التوسع غير المتجانسة ؛ تخفي هاتان الكلمتان الكثير من المصطلحات من النظام البيئي ، ولكن كما تتوقع ARM سيتم بيع 100 مليار شريحة ARM أخرى في السنوات الخمس المقبلة ، فإنهما يشيران إلى مجالات رئيسية مثل السيارات والذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي في نهاية مثيرة للاهتمام من هذا نمو. نتيجة لذلك ، سيكون الأداء وقابلية التوسع ووقت الاستجابة مقاييس أساسية للمضي قدمًا تنوي DynamIQ تمكينها.
خطوة واحدة أبعد من الكبير
المرحلة الأولى من DynamIQ هي نموذج كتلة أكبر ، مما يعني ما يصل إلى ثمانية نوى لكل منها. ومع ذلك ، هذا يعني أنه يمكن أيضًا أن يكون هناك تصميم أساسي متغير داخل الكتلة ؛ يمكن أن تكون هذه النوى الثمانية مختلفة تمامًا عن بعضها البعض ، وحتى عن عائلات Cortex-A المختلفة بتكوينات مختلفة.
إن التشابه مع big.LITTLE أكثر من واضح ، فقط أنه بدلاً من وجود "نوى كبيرة" و "نوى صغيرة" ، هنا سيسمح بشكل مباشر بالحصول على عدد محدد من النوى وأن كل واحدة منها كانت مختلفة عن كل النوى . الآخرين (هذا هو الفرق مع big.LITTLE ، حقًا).
تظهر العديد من الأسئلة هنا ، مثل كيف سيسمح التسلسل الهرمي لذاكرة التخزين المؤقت للخيوط بالانتقال بين النوى داخل مجموعة (ربما تشبه طريقة ترحيل سلاسل الرسائل بين مجموعات كبيرة اليوم) ، حتى عندما تحتوي النوى على تخطيطات مختلفة لذاكرة التخزين المؤقت. لم يدخل ARM في هذا المستوى من التفاصيل حتى الآن ، لذلك لا يزال في الهواء. ستكون كل مجموعة تكوين متغيرة النواة جزءًا من نسيج جديد ، مع أوضاع إضافية لتوفير الطاقة ، وهدفها هو توفير زمن انتقال أقل بكثير.
يسمح التصميم الأساسي أيضًا بالتحكم في كل نواة بشكل مستقل للجهد والتردد ، فضلاً عن حالات السكون الموفرة للطاقة. وفقًا للشرائح التي يوفرها ARM ، يجب أن تكون مجموعات IP الأخرى المختلفة مثل المسرعات قادرة على الاتصال بهذا النسيج والاستفادة من هذا الكمون المنخفض ؛ العناصر التي استشهد بها ARM كقرارات سلامة السيارات الحرجة يمكن أن تستفيد بشكل كبير من هذا
أحد مجالات التركيز الرئيسية لـ ARM هو التكرار. يسمح الهيكل الجديد باستخدام عدد غير محدود على ما يبدو من العناقيد ، بحيث إذا فشل أحدها ، يمكن للآخرين أن يحلوا مكانه. ومع ذلك ، فإن نوع التكرار الذي قد يحتاجه بعض عملاء شريحة ARM هو تجاوز الفشل في حالة حدوث ضرر مادي ، مثل ما قد يحدث في حادث سيارة مستقل. سيكون من المثير للاهتمام معرفة ما إذا كانت رؤية ARM مع DynamIQ تمتد إلى هذا المستوى من التكرار على مستوى SoC أو ما إذا كان هذا النوع من التنفيذ سيعتمد على شركاء ARM.
إلى جانب الإطار الجديد ، صرح ARM أنه تم تنفيذ تصميم نظام فرعي جديد للذاكرة للمساعدة في قدرات الحوسبة ؛ ومع ذلك ، لا شيء محدد مذكور. على الخط الحسابي الإضافي ، يدعي ARM أن تعليمات المعالج المخصصة الجديدة (مثل عمليات الدقة المحدودة) لـ AI و سوف تعلم الآلة يتم دمجها في متغير من بنية ARMv8.
لسنا متأكدين في الوقت الحالي ما إذا كان هذا امتدادًا لـ ARMv8.2-A الذي قدم دقة متوسطة لمعالجة البيانات ، أو إذا كان إصدارًا جديدًا تمامًا. يضيف ARMv8.2-A أيضًا ميزات RAS وتحسينات نموذج الذاكرة ، والتي تتوافق مع "تصميم نظام الذاكرة الفرعي الجديد" المذكور أعلاه. قال ARM أنه ستكون هناك حاجة إلى نوى جديدة لصنع معالجات بهذه البنية.
في الوقت الحالي ، يركز ARM DynamIQ على التقنيات الجديدة والمستقبلية مثل الذكاء الاصطناعي والواقع الآلي والواقع المختلط ، على الرغم من أنه من الواضح أنه يمكن استخدام DynamIQ في نماذج الاستخدام الحالية الأخرى مثل الأجهزة اللوحية والهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر والخوادم. سيعتمد هذا ، نعم ، على كيفية جعل ARM متوافقًا مع التصميمات الأساسية الحالية ، حيث يمكنهم ببساطة إصداره كترخيص منفصل.
