對于大多數(shù)玩家而言，逼真的游戲畫面是不可或缺的一部分。因為高品質(zhì)界面不僅可以增加游戲深度、提高游戲的挑戰(zhàn)性、增加游戲的幽默感，甚至還可以讓游戲視覺效果、動畫等方面更加突出?？梢哉f，一款手機游戲的核心，就在于極為豐富的視覺體驗。
說到視覺體驗，這里不得不提的就是Arm全面計算解決方案了。要知道，無論市面上何種手游，沉浸式游戲體驗感總與設備性能息息相關，這特別體現(xiàn)在手機CPU、GPU等方面。而Arm全面計算解決方案，可以將二者性能得到全面提升，為實現(xiàn)高清流暢的手游體驗提供強大的支持。
2021年，Arm發(fā)布了首款全面計算解決方案，通過提供出色的性能、安全性、可擴展性和效率，滿足了各類消費級設備市場的專用處理需求。日前，Arm又推出了2022全面計算解決方案（TCS22），旨在進一步完善各類終端市場的用戶體驗，繼續(xù)突破移動市場的界限。
堅持三項原則，助力視覺創(chuàng)新
為了讓大家全面地了解這一解決方案，近日在Arm技術媒體溝通會上，Arm高級副總裁兼終端事業(yè)部總經(jīng)理Paul Williamson對其進行了詳細的介紹，并探討了相關領域的終極用戶體驗、市場趨勢與技術發(fā)展。
據(jù)介紹，Arm推出全面計算戰(zhàn)略已有多年，目前Arm全面計算解決方案已在MediaTek的天璣9000 SoC中得到了最佳的展現(xiàn)。它通過Armv9作為最高性能智能手機的根基，被OPPO和vivo采用在其手機中，從而為消費者帶來了無懈可擊的領先持續(xù)性能。
與2021全面計算解決方案（TCS21）相同，此次Arm推出的TCS22也是面向所有消費級設備市場，并且持續(xù)專注于計算性能、開發(fā)者對性能的可及性，以及平臺的安全性。
“首先，在性能方面，如果你對性能要求很高，那么你就需要64位。過去，對于開發(fā)者生態(tài)系統(tǒng)的就緒程度一直帶有一些猶豫不決。鑒于近期OPPO、vivo和小米等公司參與的中國金標聯(lián)盟宣布，中國的計算生態(tài)系統(tǒng)和應用生態(tài)系統(tǒng)已全面就緒64位。這意味著，未來幾年的旗艦級智能手機都需保證為全64位設計，以確保獲得最佳的效率和最強的性能?！盤aul Williamson指出，如果你對性能要求很高，那么你需要重視64位。
其次，在開發(fā)者的可及性方面，Arm為了讓開發(fā)者獲得IP在機器學習性能方面的更新與提升，便不斷推進Arm計算庫和Arm NN框架，以確保開發(fā)者能夠訪問這些性能。Paul Williamson表示，無論是在GPU中的矩陣乘法的改善，還是在系統(tǒng)級優(yōu)化和設計中其它地方的緩存微調(diào)中，Arm計算庫和Arm NN框架都能讓開發(fā)者獲取這些性能。
第三，在安全性方面，Arm一直在加強處理內(nèi)存的安全性?！拔覀円呀?jīng)推出了非對稱內(nèi)存標簽擴展，這可被認為是Arm去年推出的同步MTE和異步MTE的結合?！盤aul Williamson補充道，此外我們還將這些保護措施擴展到設計中較小的可信執(zhí)行環(huán)境中，這是系統(tǒng)執(zhí)行軟件棧中可能最具安全意識組件的地方。像人臉解鎖和面部識別這樣的功能，需要確保其免受額外的惡意攻擊。在這一代產(chǎn)品，我們將這些安全增強引入設備上的可信執(zhí)行環(huán)境中，這些功能將在這個環(huán)境中運行。
擴展五大能力，打造極致體驗
為了進一步提高整個SoC的系統(tǒng)性能，TCS22在TCS21的基礎上又增加了一些新的升級和附加功能，主要集中在以下五個方面：
1、全新的CPU集群
據(jù)Paul Williamson介紹，全新的CPU集群是由2個全新的CPU和2款現(xiàn)有IP的更新共同組成。此次Arm推出了新的Arm Cortex-X3 CPU、Arm Cortex-A715 CPU、Arm Mali-G715 GPU、Arm Mali-G615 GPU和第一款Arm旗艦GPU Immortalis-G715，可以提供卓越的峰值性能，實現(xiàn)性能與效率的完美平衡。
值得一提的是，全新的GPU是Arm迄今為止性能最高的圖形處理器，具有增強視覺體驗的新功能和特性。Immortalis-G715將游戲性能提升到了一個新的水平，是首款提供基于硬件的光線追蹤支持的Arm GPU，可以提供更為真實的沉浸式游戲體驗。
除此之外，Arm還對TCS22進行了一系列IP更新和添加，比如通過系統(tǒng)IP更新提高可擴展性和效率、Arm Cortex-R82 CPU支持MMU等。
“伴隨著Arm最新的CPU與GPU IP，我們配置了工具、軟件生態(tài)系統(tǒng)，以及實體IP和通用標準，致力于打造出靈活且擴展性高的解決方案，以滿足從臺式機到輕量級AR/VR設備之間廣泛的價格區(qū)間?！盤aul Williamson表示，作為核心基礎平臺的延伸，TCS22支持這些市場的專用計算能力。只有通過系統(tǒng)層級的優(yōu)化，我們才能提供如此出色的體驗。
2、高級游戲體驗
Arm認識到，在如今的移動市場中，游戲不斷推動著智能手機平臺的發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計，游戲應用程序占所有智能手機使用量的43%；同時，在現(xiàn)有的22億活躍的移動游戲用戶中，約有78%使用Android系統(tǒng)。
而TCS22可以滿足移動設備上更復雜的AAA游戲體驗的需求，從而為用戶帶來一個全然不同的世界。除了新的Armv9 CPU、支持基于硬件的光線追蹤的Immortalis-G715，以及更為高級的Mali GPU，Arm還對Mali-DDK進行了進一步優(yōu)化。
相較于上一代全面計算解決方案，這些新增的功能和改進，可使DRAM帶寬減少23%，功耗減少16%，性能提升28%，顯著改善了緩存大小與游戲工作負載，同時還改善了效率并最終延長了游戲性能續(xù)航。這一重大的提升，可為百萬計的移動游戲開發(fā)者帶來進一步的持續(xù)游戲性能表現(xiàn)。
3、機器學習（ML）加速
當前，ML工作負載正在重新定義所有消費類設備的用戶體驗，比如以下幾個應用場景，其在性能需求上都有所不同：
● 用于音頻傳感和振動檢測的集成傳感器集線器需要較低的性能；
● 語音交互的語音助手，以及語音識別和關鍵字檢測；
● AI攝像頭和視頻對性能的要求最高，這些用例利用包括計算機視覺、圖像識別、深度學習和機器學習在內(nèi)的一系列技術來豐富視覺體驗。
而TCS22可為高性能AI相機和視頻用例釋放ML計算，促進多個方面的性能提升：
● 物體檢測增加43%
● 超分辨率增加32%
● 對象分類增加30%
● 實時識別增加39%
此外，通過這些新增的功能和優(yōu)化，TCS22還將ML能力提高了1倍，以實現(xiàn)更多的智能應用和更出色的用戶體驗，比如：
● 新GPU中添加了矩陣乘法指令支持，實現(xiàn)了2倍的架構ML改進；
● Cortex-M85與Helium和Cortex-M55相結合，可在小功率預算下高效執(zhí)行DSP和ML算法；
● Arm計算庫的優(yōu)化；
● 系統(tǒng)級優(yōu)化，例如微調(diào)緩存和減少DRAM延遲；
● 將Arm計算庫和Arm NN框架集成到Android中，可使第三方開發(fā)人員更容易使用ML，從而在數(shù)百萬個應用程序和數(shù)十億臺設備上釋放ML性能。
4、增強平臺安全性
據(jù)了解，TCS22的安全性主要通過過程中安全、安全固件更新、可信執(zhí)行環(huán)境（TEE）這三個關鍵層得到增強。
通過第二代Armv9 CPU引入新的非對稱內(nèi)存標記擴展（MTE），進程內(nèi)安全性得到了加強。通過在定位安全漏洞的速度和精度之間提供更大的靈活性，可以顯著提高MTE性能。MTE具有新的非對稱MTE選項，允許現(xiàn)場安全監(jiān)控和內(nèi)部調(diào)試，以簡化和加快軟件開發(fā)，這將為芯片供應商、設備制造商、操作系統(tǒng)供應商（OSV）和開發(fā)人員等節(jié)省時間和成本。
與此同時，為了實現(xiàn)進程內(nèi)安全，Arm還增強了PAN，保護用戶數(shù)據(jù)免受JITed代碼攻擊。此外，Arm還通過Cortex-M系列處理器在很小的面積內(nèi)采用了指針身份驗證（PAC）和分支目標標識符（BTI）。Cortex-M85是第一款可選擇支持PAC和BTI的Cortex-M處理器，而PAC和BTI擴展了Cortex-M處理器的安全功能，可以減輕針對復雜軟件堆棧的面向返回的編程和面向跳轉(zhuǎn)的編程攻擊。
5、軟件和工具（包括為開發(fā)人員提供最新的Android軟件堆棧支持）
通過TCS22，Arm提供了最新的Android AOSP請求程序軟件堆棧，其中包括可供開發(fā)人員使用的最新功能、Arm的固定虛擬平臺（FVP），以及堆棧在該平臺上運行和驗證。這些軟件和工具可以幫助開發(fā)人員快速部署，并定制他們自己的解決方案。
在新的軟件堆棧之上，Arm硬件和軟件成功套件為開發(fā)人員提供了對Arm工具和模型的無限制訪問。其中，硬件成功套件加快了供應商從設計到流片的上市時間；而軟件成功工具包則可使開發(fā)人員在部署之前構建、調(diào)試和分析完整的軟件堆棧。
Paul Williamson認為，如今的移動端是世上最大的游戲平臺，移動設備的創(chuàng)新也正在推動這一市場的增長。隨著相關性能與需求的增長，持續(xù)的性能表現(xiàn)將成為游戲的關鍵指標。“移動游戲非常強調(diào)性能極限，而這正是Arm能夠在CPU、系統(tǒng)IP和GPU上提供全面的優(yōu)化，促成這項性能的提升?！?/span>
總之，TCS22可以滿足各級別的性能、效率和可擴展性要求，適用于各類消費級設備市場的專用處理需求。憑借上述功能的增強和性能的提升，可以預見，TCS22將會重新定義未來的沉浸式3D視覺效果。
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