Muutama viikko sitten, ARM esitteli yhdeksännen sukupolven prosessoreissa käytettäviä rekistereitä ja käskyjä, joilla on sama nimi ISA. ARMv9 on nimi, jolla tämän ISA: n uusi versio on kastettu ja jota käytetään tulevissa SoP: issa PostPC-laitteille. Mikä on ARMv9 ja mitä uutta on aiemmissa versioissa, miltä tulevat ARM-suorittimet näyttävät?
ISA ei ole muuta kuin eri prosessoreiden ymmärtämä kieli, ja se merkitsee siksi mitä ykkösten ja nollien joukko tarkoittaa niiden suorittamassa koodissa. Binaari x86: lle prosessori ei ole sama merkitys kuin esimerkiksi ARM-suorittimen binaarilla.
Teknologian kehityksen vuoksi on kuitenkin tarpeen lisätä uusia ohjeita Internet-palveluntarjoajiin, mikä antaa heille mahdollisuuden lisätä uusia toimintoja suorituskyvyn parantamiseksi, tietoturvan parantamiseksi tietojen käsittelyssä tai uusien haasteiden kohtaamiseksi.
Tässä artikkelissa puhumme ISA ARM: n yhdeksännestä sukupolvesta, joka on vuosien jälkeen pyrkinyt alhaisiin kulutusprosesseihin ja mikrokontrollereihin päättänyt olla kunnianhimoisempi ja päästä markkinoille, joka vaatii suurinta suorituskykyä, palvelinkeskusten ja korkean suorituskyvyn tietojenkäsittely tai HPC.
Skaalautuvat vektorilaajennukset 2
Japanilainen Fujitsu loi ARM-ytimelleen sarjan omistettuja laajennuksia nimeltä SVE, joka tarkoittaa Scalable Vector Extensions. Sen nimen perusteella olet ehkä arvannut, että puhumme joukosta SIMD-ohjeita. Älkäämme unohtako, että ISA ARM -prosessoreilla on jo vuosia käytetty Neon-ohjeita. Joka korvataan SVE2-ohjeilla ARMv9: ssä.
Fujitsu loi SVE: n Fugaku-supertietokoneelleen, joka käyttää A64-FX-ytimiään. Aikomus? Hyödynnä tieteellisen laskennan edellyttämää tietojen rinnakkaisuutta, joka käyttää tarkempia lukuja. Tämä tarkoittaa paljon suurempia SIMD-yksiköitä ja siten enemmän bittejä.
Koska ARM: n intressi on tuoda ytimensä korkean suorituskyvyn tietokonemarkkinoille ja palvelimille, he ovat päättäneet ottaa käyttöön SVE: n ja yhdistää sen Neoniin SVE2: n luomiseksi. Suurin etu, jonka SVE lisää Neoniin? Nämä ovat koko-agnostisia ohjeita, joten jokaisesta käskystä ei tarvitse olla erikokoista versiota, kuten x86: n AVX-ohjeiden tapauksessa.
ARMv9: n muistialueet
Mielenkiintoinen käsite, jonka ISA ARMv9 lisää yhtälöön, on ulottuvuuksien käsite, joka koostuu mahdollisuudesta ottaa osaa muistin osoituksesta ja tehdä siinä suoritettava koodi, joka ei vaikuta muuhun järjestelmään, joten se on täysin eristetty. Mikä on ihanteellinen virtuaalikoneiden toteuttamiseen, joissa yksi käyttöjärjestelmä toimii samanaikaisesti toisen kanssa samalla prosessorilla.
Normaalisti suorittimilla on eritasoiset käyttöoikeustasot, mutta ARMv9: ssä lisätyn aluekonseptin avulla on mahdollista ajaa helpommin suoritettavia virtuaalikoneita prosessorilla, jossa on ARM ISA, mutta tämän edut eivät rajoitu vain virtuaalikoneisiin, mutta sitä voidaan käyttää myös tietyissä sovelluksissa.
Joten ARMv9 näyttää olevan jatko ISA: lle, joka on paremmin valmistautunut palvelinkeskuksiin ja muuntyyppisille tietokoneille, joissa virtualisointi ja tietoturva ovat paljon tärkeämpiä kuin muut toiminnot. Ei ole yllättävää, että ARM käy sotaa Intel ja AMD palvelinprosessorimarkkinoilla, joissa x86-prosessorit hallitsivat markkinoita tähän asti.
Muistilappujen merkintälaajennukset
Ne eivät ole uusia ARMv9: ssä, vaan pikemminkin versiossa 8.5. Sen hyödyllisyys? Se on mekanismi, jonka tehtävänä on seurata kaikkien ohjelmien tekemiä laitonta muistikäyttöä. Laiton pääsy ei ole muuta kuin pääsy muistiosoitteeseen, johon pääsy ohjelmalla ei ole. Mitä hyötyä tästä on? Koska se auttaa välttämään ns. Puskurin ylivuotoa, kaikissa prosessoreissa esiintyy yleinen turvallisuusongelma, joka ilmenee, kun kopioitujen tietojen määrä ylittää muistireservin, kirjoittamalla odottamattomia koodeja naapurimuistiosoitteisiin.
Jos muistin ylivuoto on onnistunut, alkuperäinen koodi korvataan uudella muistin sisäisellä koodilla, jonka keskusyksikkö suorittaa heti, kun se saavuttaa muistin. Joten on tärkeää välttää tätä, varsinkin jos puhumme palvelinkeskuksista, joilla on tapana palvella miljoonia käyttäjiä samanaikaisesti ja joissa puskurin ylivuotoa voidaan käyttää vaarantuneiden käyttäjätietojen varastamiseen.
MTE ei ole osa itse ISA: ta, mutta se on mekanismi, joka on toteutettu Northbridge of ARMv9 -prosessoreilla ja joka seuraa kaikkia muistin käyttöoikeuksia ja jonka toiminnallisuus on välttää muistin ylivuoto läpinäkyvällä tavalla.
ARMv9 vain palvelinkeskuksille ja palvelimille?
ISA ARMv9: n uutisilla, joita olemme kuvanneet edellisissä osioissa, on merkittävä erityinen luonne, eikä niillä ole mitään tekemistä sen käytön kanssa klassisissa laitteissa, joissa ISA ARM yleensä näkyy. Kaikista niistä se kutsuu SVE: tä voimakkaasti, koska yksi syy, miksi et yleensä näe suuria SIMD-yksiköitä PostPC-laitteiden suorittimissa, on niiden käytön oletettava valtava energiankulutus.
Tällä hetkellä ARM: n ilmoittamat ainoat kaksi ydintä ovat kaksi Neoverse-perheestä. Toisaalta NeoVerse V1 koodinimellä "Zeus" ja toisaalta Neoverse N2 koodinimellä "Perseus". Nämä eivät ole ytimiä, joita aiot nähdä tulevassa älypuhelimessa, vaan sellaisten yritysten palvelinkeskuksissa ja palvelimissa, kuten korkean suorituskyvyn tietojenkäsittely yrityksissä, kuten Amazon AWS, Oracle, Tencent, Google jne.
ARM ei ole vielä ilmoittanut ytimestä PostPC-laitteille, kuten älypuhelimille ja tableteille. Vaikka emme voi unohtaa, että ARM: n tavoitteena on syrjäyttää x86 useilla markkinoilla, ei vain palvelimilla, vaan myös tietokoneella. Osto NVIDIA ja sen suuri vaikutus PC-videopelimarkkinoihin voi tuoda ARM- ja NVIDIA-näytönohjaimilla varustettujen pelitietokoneiden saapumisen, vaikka se onkin tulevaisuus, joka tarvitsee paljon tukea videopelien kehittäjiltä eikä itse NVIDIA-ARM: lta.
