芯科技消息(文/雷明正),全球IP 矽智财授权领导厂商Arm 今(1 )日在台举办年度科技论坛Arm Tech Symposia ,今年主旨为「Drive Innovation with Arm Technology(携手Arm驱动科技创新) 」,以数据为核心,并融合物联网、5G 通讯、人工智能三大平台,掀起科技领域第5 波运算革命。
Arm 副总裁暨嵌入式及车用事业部总经理John Ronco表示,过去摩尔定律引领了电脑纪元的发展,现在已经观察到新的科技趋势兴起,Arm 称之为「第5 波运算时代」。Arm 预期人工智能自动化将影响许多现有的工作,同时也会创造将近2 倍的工作机会,但如果正确的掌握趋势,将代表有更多商机,带动经济成长。
论坛中Arm 公开其终端装置运算处理器蓝图,预期到2020 年每年处理器效能将提升15% 。Ronco 表示,数据处理重心将从云端转移到收集和使用数据的终端,终端运算处理的效益囊括较少的频宽、低功能、减省费用、低延迟和更高的可靠性与安全性。Ronco 也介绍了新的人工智能和机器学习平台Project Trillium ,将着重于驱动自驾车的人工智能能力,可提供扩充、弹性,以及更具能源效率。
根据GSMA协会研究显示,亚洲将在2025年成为全球最大的5G通讯地区。Ronco 认为,频宽费用、安全性与延迟将成为未来物联网最大的挑战,因此Arm 推出Arm Neoverse 解决方案,以独到的设计,提供超越当前的效能、安全、以及扩充性。从微架构设计一直到芯片、软件、以及系统等方面的创新,将实现顶尖的解决方案,为了应对所有领域运算产品多样化且持续演变的需求。
在第5 波运算时代,Ronco 认为,需要提供更多产品设计上的弹性,并且与FPGA 领导厂商Xilinx( 赛灵思) 合作,将芯片的优势整合在其 Vivado 设计套件中,让开发者更容易使用。预计到2022 年之前,FPGA 的出货量将成长超过74% 。
车用方面,Ronco 指出,Arm 自从1996 年开始提供车用市场的芯片,在先进驾驶辅助系统(ADAS) 与车用资讯娱乐系统(IVI) 应用处理器已分别有65% 及85% 市占率。也举例,Arm Cortex-A76AE 7 纳米处理器将是全球首颗具备整合安全功能、符合ISO 26262 安全标准的自驾车等级车用处理器,并提供同级最佳的能效功耗比,也能兼顾安全防护与效能表现。Ronco 强调,安全是Arm 最重视的事情,未来Arm 架构SoC 都将符合最新的安全标准和认证,同时能兼顾性能表现与能源效率。
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史海拾趣
当涉及到采用算术逻辑单元(ALU, Arithmetic Logic Unit)组成的二进制加减电路时,网友们可能会提出多种问题,这里列举一些常见问题及其解答:
1. ALU 如何实现二进制加法?
回答:
在二进制加法中,ALU 使用全加器(Full Adder)或一系列的全加器(对于多位二进制数)来实现。每个全加器接受三个输入:两个加数位(A 和 B)以及一个来自低位的进位(Cin)。它产生两个输出:一个和位(Sum)和一个向高位的进位(Cout)。通过级联多个全加器,可以完成多位二进制数的加法。
2. ALU 如何实现二进制减法?
回答:
二进制减法可以通过加法来实现,利用“补码”的概念。具体地,将减数取反加一(即求其二进制补码),然后将该补码与被减数相加。结果的正负由最高位(符号位)决定,其余位表示数值大小。ALU 内部可以包含专门的电路来处理这种补码加法,从而间接实现减法。
3. ALU 如何处理进位和借位?
回答:
在加法中,进位(Carry)是从低位向高位传递的,每个全加器都会输出一个进位信号给下一个高位的全加器。在减法(通过补码加法实现)中,由于使用了加法器,进位的概念仍然适用,但在某些情况下,它可能被视为“借位”的相反操作,尤其是在直观理解减法过程时。不过,从电路设计的角度来看,ALU 内部处理的是加法操作,包括进位。
4. ALU 如何支持更复杂的算术运算,如乘法和除法?
回答:
ALU 通常支持基本的算术运算(加、减)和逻辑运算。对于乘法和除法,ALU 可能不支持直接计算,或者仅支持部分乘法和除法的简化版本(如移位操作,可以视为乘以2的幂或除以2的幂的简化形式)。复杂的乘法和除法运算通常需要额外的硬件单元(如乘法器和除法器)来执行,这些单元可能作为ALU的补充或与之并行工作。
5. ALU 的设计如何影响计算机的性能?
回答:
ALU 的设计对计算机的性能有直接影响。更快的ALU 能够更快地完成算术和逻辑运算,从而提高整个计算机的处理速度。此外,ALU 的指令集和设计的灵活性也会影响其能够执行的操作种类和效率。现代CPU中的ALU通常非常高效且灵活,能够执行多种复杂的算术和逻辑操作,以满足现代应用程序的需求。
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