業界 | 為主流價位移動設備加入AI計算：ARM發布新一代Mali解決方案

科技 03-09

機器之心報道

作者：李澤南

3 月 6 日下午，移動設備晶元設計公司 Arm 在北京舉行了產品發布會，向全球發布了其人工智慧計算的最新解決方案，其中包括 Mali-G52、G31 移動端顯卡，Mali-D51 顯示處理器以及 Mali-V52 視頻處理器。

隨著人工智慧技術的逐漸實用化，人們對於機器學習算力的需求正在飛速增長，除英特爾、英偉達等傳統晶元廠商以外，谷歌、亞馬遜等公司都在致力於打造自己的專用 AI 處理器。為了保持在移動晶元領域的領先地位，Arm 也在沿著自己的道路不斷推進。2 月 14 日，該公司宣布啟動 Trillium 項目，其中包括未來的專用機器學習處理器、目標檢測處理器，以及神經網路軟體庫的 Arm IP 套件。而昨天在北京發布的新一代硬體產品則宣示了 Arm 在主流市場上已開始了自己的行動。

「目前在移動的世界裡，消費者的使用行為已經發生了變化，」Arm 計算事業群市場營銷資深總監 Ian Smythe 說道。「今天，手機是人通向世界的大門，Arm 作為一家企業的使命是讓技術以無形的方式來讓人連接世界。」

在 Arm 看來，今天移動端設備消費者行為的變化帶來了三大新需求：機器學習應用、3D 視頻遊戲、和虛擬/增強現實。

這或許意味著未來晶元市場的格局會出現翻天覆地的變化。據估算，至 2018 年底，中國將設計和製造超過 10 億台智能手機並銷往世界，中國廠商在海外市場的份額正在以每年翻倍的速度快速增長。這樣的速度使得 Arm 分外重視中國市場，該公司正在積極尋求與國內廠商在新架構上的合作。

目前，Arm 對於自己在市場上的領先地位感到滿意。「目前市場上大部分移動技術都是基於 Arm 的，」Ian Smythe 介紹道，「其中包括 Cortex-A 的處理器——世界上絕大部分的智能手機都裝載了 Cortex-A 系列處理器。同時 Arm 擁有一個多媒體方面的品牌 Mali，它也是全球 GPU 出貨量最大的 GPU。簡而言之，Arm 在全球的合作夥伴去年共計出貨基於 Mali 的片上系統（SoC）達到了 12 億片。」

AI 和機器學習是現在最熱門的話題，而作為被用到最多的計算設備，手機等移動設備則是機器學習的重要應用場景。很多用戶已經在不知情的情況下享受到了機器學習帶來的便利。事實上，在搜索、機器翻譯和照相等應用的背後都有機器學習的身影。

作為最大的移動端晶元設計者，Arm 的產品是機器學習計算的重要承載設備。根據 IDC 統計，目前市場上 90% 的 AI 計算由 Arm 來實現的。

與華為、蘋果推出的深度學習晶元相對應，Arm 在 2017 年推出了 DynamIQ 異構計算解決方案。DynamIQ 完全改變了 Cortex 系列處理器的部署方式，它為 CPU 引入了一系列全新指令集，極大提升了人工智慧計算的性能。同時它也極大地提高了多核計算的靈活性，在 8 核處理器系統中（1 大核加 7 小核），DynamIQ 實現了在同樣的硅面積之下，總體線程性能翻一番，與此同時，它也能實現高性能的雙四核布局。

在發布會上，Arm 發布了全新的 Mali-G52、G31 移動端顯卡，Mali-D51 顯示處理器以及 Mali-V52 視頻處理器設計。據介紹，新一代晶元設計在機器學習計算性能上有了大幅提升，適用於主流市場上的手機、智能電視等設備。

Mali G52 GPU 的上一代 G51 是正好在一年以前發布的，時隔一年，新一代的產品就已獲得了性能密度 30% 的提升，性能效率比 15% 提升，而在機器學習能力上，新一代設計更是獲得了 3.6 倍的性能提升。

Mali-G52 採用典型的四核布局。其執行引擎由 G51 中的四線程擴展到了八線程。因此在複雜的指令上，它能夠實現兩倍的性能，因此在晶元面積上 G52 是 G51 的 1.2 倍，但性能上前者卻是後者的兩倍。為了更好地支持機器學習，Arm 也加入了一些具體的指令，其中包含英特爾一直以來支持的一些指令，在 ImageNet 圖像分類與 Yolo network 卷積層性能測試中，G52 的性能相對前代產品都有了非常大的提升。

在顯示晶元上，Arm 配套推出了 Mali D51，它是去年 DP650 的繼承者。相較前代產品性能密度提升了一倍，通過使用 Offload 技術，它的性能效率則有 30% 的提升，同時內存時延減少了 50%。

通過把 Mali-D51 和 Assertive Display5、HDR10 結合在一起。Arm 的解決方案可以讓目前主流價位設備的顯示屏都能實現 HDR4K 畫質，從而進一步提升產品的競爭力。

Mali-V52 則是基於 Arm 多核 Video 的視頻輸出解決方案。與前代產品 Mali-V61 相比較，其在解碼性能方面有了一倍提升，硅晶片面積降低了近 40%，同時在視頻的質量上提升了 20%。針對於一些特定的使用場景，Arm 能夠提供優化解決方案。如在智能電視應用上，基於 Mali-V52 的設備可以在一個電視顯示屏上同步展示多達 16 個視頻流。

與此同時，Arm 還推出了面向低端市場的新一代 GPU Mail-G31，它也是 G30 系列，Bifrost 架構家族中的第一款 GPU。它和 Mali-G51 採用的架構技術是一樣的，但總硅面積降低了 20%，在性能密度上也有 20% 的提高，同時在 UI 性能方面有 12% 的提升。

至此，Arm 的下一代中/低端視頻處理晶元解決方案的組件已全部推出，這家公司正在積極推進新設計的產品落地。Ian Smythe 表示，目前已經有很多合作夥伴正在開發基於 Mali V52、D51 的產品。在 GPU 方面，預計在今年晚些時候我們就將在市場上看到搭載 Mali G31 晶元的設備面世，而搭載 G52 的設備則可能會於 2019 年出現在市場上。