以AI驱动创“芯”体验，Arm多款新品重磅来袭！

近两年，生成式AI的横空出世，给终端市场带来了全新的交互模式，并推动高性能算力需求呈现出了爆发式增长态势。在此背景下，越来越多的芯片厂商开始厉兵秣马，加快推进与之相关的产品研发与技术应用。

作为全球领先的半导体计算平台公司，Arm自然也观察到了这一趋势，为此在今年推出了一系列先进的解决方案，包括面向消费电子设备的全新计算子系统——Arm终端计算子系统（CSS），内涵基于Arm第五代GPU架构构建的全新GPU和最新的Armv9.2 CPU集群，以及面向热门AI框架的Arm Kleidi软件库。

为了让大家全面地了解这些创新成果，在近日举办的“Arm技术媒体分享日”活动上，官方对其进行了详细介绍，并分享了相关领域的技术发展与应用情况。

Arm终端CSS——消费电子技术的AI根基

作为AI体验的计算基础，Arm终端CSS显得尤为重要。

据Arm终端事业部智能手机市场高级总监Steve Raphael介绍，以Arm为计算基础构建的软件平台是世界上最为普适且重要的软件平台，而今年全新推出的Arm终端CSS则是为各类消费电子设备打造新一代AI体验的专用计算平台。该平台囊括了最新的Armv9.2 Cortex CPU集群和最新的Arm Immortalis与Arm Mali GPU、CoreLink互连系统IP，以及知名代工厂采用3nm工艺生产就绪的CPU和GPU物理实现，可以为AI和其他实际用例计算工作负载提供出色的性能和效率。

“事实上，Arm在AI方面已钻研许久，早在2021年，我们就推出了专为性能和AI而设计的Armv9架构，并在过去几年中提高了在矢量加速、机器学习（ML）等领域的计算能力、增强了系统的安全性和稳健性，更重要的是增加了面向AI的功能。”Steve Raphael在会上谈道，基于去年Armv9.2取得的成功，Arm进一步提升了高性能计算水平，并以效率为核心，为开发者和消费者带来了全新的Arm终端CSS，希望他们能够在Arm平台上打造更卓越、快速的AI体验。

图：Arm终端事业部智能手机市场高级总监 Steve Raphael

作为Arm目前面向安卓系统速度最快的平台，Arm终端CSS相较于2023 Arm全面计算解决方案（TCS23）平台，在关键基准和一般计算用例方面实现了显著改进。

根据官方提供的数据显示，在Arm终端CSS强大的性能优势下，通过Geekbench 6单核分数测量可知，得益于新的Cortex-X925，峰值性能提高了36%；在前十大应用中，五款应用的平均启动时间加快了33%；通过Speedometer 2.1浏览器基准测量时，网页浏览速度加快了60%；在包括光线追踪和可变速率着色（VRS）基准等七项图形基准中，峰值图形性能平均提高了30%。

图：Arm终端CSS的一些性能优势

对此，Arm终端事业部产品管理总监Steve Hopper指出，高端移动平台配置往往由三个主要因素驱动，即需要针对实际工作负载优化计算性能、需要针对生成式AI工作负载提高性能，以及持续专注于提高系统能效以充分延长电池的使用时间。这三个驱动因素构成了Arm内部参考平台演进的基础。

要知道，移动AI带来的终端算力提升，最直接的反应在于图像与视频的处理能力上。而Arm终端CSS的一大亮点，便是可以为计算摄影工作负载提供高能效的性能、赋能新的视觉效果。“与去年的上一代产品相比，我们在CPU上运行焦外成像工作负载算法的性能提高了24%。这意味着，用户可在不影响电池续航时间的前提下，在照片和视频上获得更快、更顺畅的焦外成像效果。”Steve Hopper介绍说。

除此之外，Arm终端CSS的另一个特点，则是为CPU和GPU上的AI推理工作负载带来了显著的性能飞跃。例如，采用Cortex-X925时，与上一代Cortex-X4相比，推理速度加快59%；采用Immortalis-G925时，与2023 Arm全面计算解决方案 (TCS23) 相比，AI推理速度加快36%。另外，通过在Arm终端CSS的CPU集群配置中利用一颗额外的Cortex-X925 CPU，Arm还观察到，在17个主流网络中，针对int8和fp16数据类型的AI推理性能大幅提升了170%，这一涨幅是十分惊人的！

图：Arm终端CSS提升AI推理

据悉，Arm终端CSS之所以能够实现卓越的AI用户体验，并称为“Arm最快的安卓平台”，主要得益于硬件进步与Arm Compute Library优化相结合所产生的强大效果。

“以大语言模型（LLM）工作负载为例，除了计算吞吐量之外，内存系统、带宽和工作负载大小等也起着重要作用。所有的这些方面都需要精心调整，才能在细分市场和设备级别均获得理想的移动体验。我们设计了从IP到软件的整个平台，以提供出色能效，从而实现更久、更丰富的移动体验。终端CSS为高端移动设备解锁了AI性能，并推动了AI在更低价位的设备中的应用。”Steve Hopper如是说。

图：Arm终端事业部产品管理总监 Steve Hopper

Armv9.2 CPU集群——开启新一代AI体验

随着AI工作负载的计算强度及复杂度持续增长，Arm还推出了最新的Armv9.2 CPU集群，其更强性能、更高效率，以及更多功能，为新一代AI奠定了扎实基础。

据官方介绍，新增至Armv9 CPU组合的新品包括具备超强性能的Arm Cortex-X925 CPU和可持续提供出色性能的Arm Cortex-A725 CPU；而更新后的Arm Cortex-A520，可为低强度工作负载提供更卓越的能效表现。与此同时，Arm也更新了DynamIQ Shared Unit（DSU-120），从而在Armv9.2 CPU集群配置中，降低功耗和缩小面积。

据悉，所有的这些产品都被集成到了Arm终端CSS上，通过提供一整套实际用例的改进，集群中的各个CPU组件均涵盖了广泛的实际用例和工作负载，从而为安卓智能手机、PC和笔记本电脑等设备，提供了出色的性能与用户体验。

图：Armv9 CPU系列的新产品及更新

据Arm终端事业部高级产品经理Manish Pandey介绍，在最新的Armv9.2 CPU集群中，Cortex-X925是Arm迄今为止速度最快、性能最强的CPU。与此前的Cortex-X产品相比，Cortex-X925的单线程（峰值）性能提升了36%，AI性能提高了46%。另外，Cortex-X925通过经优化的3nm工艺，辅以卓越的子系统和封装，还使得新一代消费电子设备的性能分数可提高30%以上。

在Manish Pandey看来，Cortex-X925不仅是另一个CPU换代产品，更是实现了相当出色的IPC表现。“我们构建Cortex-X核心的目的，不仅是为了取得卓越的基准测试结果，更是为了满足AI等实际用例的需求。Cortex-X925代表了Arm在性能方面的又一次重大飞跃，得益于这些微架构的进展，我们实现了Cortex-X系列有史以来最大幅度的性能提升，在基准测试、AI和实际应用中均取得了全面提升。”

图：Cortex-X925性能提升

为了将性能效率推向新的高度，Arm在最新的Armv9.2 CPU集群中还推出了Cortex-A725。据悉，Cortex-A725的性能效率提升，同样得益于其微架构的改进。

与上一代产品Cortex-A720相比，Cortex-A725的性能效率提升了35%，能效提升了25%。

图：Cortex-A725性能和能效提升

而更新后的Cortex-A520，则是Arm今年推出的另一个重要产品。虽然这款产品所采用的微架构更新频率较低，但这并不意味着Arm没有做出任何改进。得益于3nm工艺的实现，Cortex-A520与TCS23中的Cortex-A520相比，能效提升了15%。

图：更新后的Cortex-A520

值得一提的是，DSU是一款特别的IP，它的性能指标包括缓存大小、带宽、延迟、漏电和动态功耗，这些指标往往会与实际用例之间存在紧密的牵动。据Manish Pandey介绍，今年Arm的DSU-120针对多个新用例进行了重点更新，主要聚焦在PPA和功耗方面的改善。

作为Arm终端CSS的一部分，DSU-120现已针对新一代用例和消费电子设备体验进行了强化，其中包括新的性能和效率功能、新的低功耗模式和面向主流消费电子设备的强化，并保留了为高性能用例扩展到14个核心的选项。得益于此，典型工作负载的功耗显著降低50%，并且整个CPU集群的缓存未命中功耗降低60%，从而可减少漏电并延长设备的电池寿命。

除此之外，最新的Arm CPU集群还可为各类的消费电子设备提供出色的扩展能力。

图：DSU-120更新和提升

“总之，在最新的Armv9.2 CPU集群当中，Cortex-A925实现了一流的IPC，卓越的单线程核心性能；而Cortex-A725提供了出色的持续性能。这是Arm迄今为止面向AI和UI的性能最强大的CPU集群。”Manish Pandey表示，展望未来，Arm有信心在下一代设备的CPU IPC方面取得领先，为广泛的消费电子设备提供前所未有的性能、效率和广泛用途。

图：Arm终端事业部高级产品经理 Manish Pandey

全新Arm GPU——为AI创新带来无限可能

作为Arm终端CSS的重要组件之一，第二代基于Arm第五代GPU架构构建的GPU产品同样值得一提。

据安谋科技（Arm China）市场总监王刚介绍，新一代Arm GPU包括了新的Arm Immortalis-G925 GPU、Arm Mali-G725 GPU和Arm Mali-G625 GPU，它们适用于从旗舰智能手机、高端手机，到智能手表、入门级移动设备等各类消费电子设备，可为新一代AI和游戏体验提供出色的性能和效率优势，并带来无可匹敌的用户体验。

“我们看到，最近一年来，应用商店中的游戏应用收益不断攀升，更多的游戏和应用都在越来越多地采用AI。游戏内容愈发复杂，而我们正通过创新产品满足不断演进的需求，以提供新一代游戏体验。基于此，我们推出了新的Immortalis-G925 GPU，希望能为开发者和玩家带来逼真的游戏体验。”王刚如是说。

图：安谋科技（Arm China）市场总监 王刚

据介绍，Immortalis-G925是Arm目前性能最强、效率最高的GPU。

与上一代产品Immortalis-G720相比，Arm终端CSS中的Immortalis-G925在各种图形应用中的性能提高了37%；在运行AI/ML网络方面，性能显著提高了36%。

与此同时，在提供与2023年参考平台相当的游戏性能时，Immortalis-G925还能节省高达30%的功耗；而在对复杂对象进行光线追踪，其性能更是提升了高达52%。

图：Immortalis-G925整体性能提升

另外，在Arm新推出的GPU中，着色器核心的数量均已扩展。其中，Immortalis-G925可配置10个以上的核心，适用于旗舰智能手机等高性能消费技术市场；Mali-G725则可在6-9个核心之间扩展，主要针对高端手机市场；而Mali-G625可在1-5个核心之间扩展，适用于智能手表和入门级移动设备。

图：Immortalis-G925、Mali-G725和Mali-G625的核心数

“总的来说，Immortalis-G925出色的游戏和AI性能将带领我们迈向崭新时代，为手持设备打造媲美游戏主机的图形效果以及更为智能的应用体验；而Mali-G725和Mali-G625这两款产品，则可为各类不同级别的设备带来出色的游戏体验。”王刚表示，未来随着手游和AI工作负载的不断演进，新一代Arm GPU可提供出色的性能和效率优势，带来无可匹敌的用户体验。

Arm Kleidi——助力AI开发者加速创新

作为Arm推出的另一款重磅产品，Arm Kleidi对于AI开发者的重要性不言而喻。

据安谋科技（Arm China）开发者生态高级经理李陈鲁介绍，Arm Kleidi是一项广泛的软件和软件社区参与计划，其软件库包含了面向AI工作负载的KleidiAI和面向运行于Arm CPU上出色的计算机视觉工作负载的KleidiCV。该软件库可以被直接嵌入到热门的AI框架中，开发者无需进行任何操作，即可轻松启用Arm CPU的AI功能，从而快速构建AI应用，并在尽可能广泛的设备上实现最出色性能。

其中，KleidiAI是为了应对设备类型、神经网络和推理引擎的爆发式增长而推出的解决方案，由一系列高度优化的AI内核组成，可在生成式AI等用例中实现高性能。KleidiAI的最大优势在于能够大大降低开发者的门槛，不会给他们额外增加工作量，而是直接与领先的AI框架合作，包括MediaPipe（通过XNNPACK）、LLAMA.cpp、PyTorch（通过ExecuTorch）和TensorFlow Lite（通过XNNPACK），以集成KleidiAI。这不仅加快了开发流程，还充分释放了AI性能，使开发者能够顺利地打造出色的AI体验。

而KleidiCV是计算机视觉算法的集大成者，可以对其带来显而易见的巨大性能提升。据官方介绍，OpenCV是全球最大的计算机视觉库，里面包含了2500多种算法，为数十万开发者提供支持。而基于KleidiCV集成，OpenCV发现各种图像处理任务的典型性能提升了高达75%。

总之，Arm Kleidi有助于在使用Arm CPU的各种地方加速机器学习。这一软件库的推出，再次突显了Arm作为端侧生成式AI计算平台的领先地位。

图：安谋科技（Arm China）开发者生态高级经理 李陈鲁

可以预见，在AI时代下，万亿级参数大模型正在不断涌现，多样性算力需求也将逐年增长。凭借上述产品的出色性能表现，以及Arm架构的强大实力和领先能力，下一代AI体验势必将会迎来重大变革。