Armは火曜日、次世代CPUアーキテクチャであるArmv9の一部として、レイトレーシングと可変レートシェーディングがPCからArm搭載スマートフォンやタブレットに移行すると発表しました。Armv9は、同社が今後10年間のArmデバイスの基盤となると見込んでいる次世代CPUアーキテクチャです。v9アーキテクチャをベースにしたチップは2021年にリリースされ、今後2世代のArmチップおよびそれらを搭載したデバイスと比較して、パフォーマンスが30%向上すると推定されています。
Armのv9には、ポートレートモードなど、スマートフォンで使用されるAI画像処理に使用される可能性のある、AIに特化した新しい命令群「SVE2」も追加されます。また、Arm v9には、Armが「Realms」と呼ぶ、仮想マシンとセキュアアプリケーションを保護するために特別に設計されたハードウェアコンテナも搭載されます。
知的財産ライセンス企業として、Armはコンピューティング業界において独自の地位を築いています。スマートフォン、タブレット、サーバーには、Armが直接製造したチップは搭載されていません。Qualcomm、Samsung、Appleなどの企業がArmとライセンス契約を結び、Armが設計したチップを自由に製造したり、改良を加えて独自のカスタム設計を作成したりしています。Chromebookや低価格スマートフォンに搭載されているMediatekの最高技術責任者（CTO）であるケビン・ジョウ氏は、同社が2021年末までにArm v9チップを開発すると予測しています。
Armは長年スマートフォンのエンジンとして利用されてきましたが、AppleがArm搭載のM1 Macをリリースし、Arm搭載へと切り替えたことで、一躍注目を集めました。そしておそらくAppleは、いずれArm v9アーキテクチャを採用するでしょう。Armは現在、NVIDIAによる買収を目指し、複雑な買収プロセスを進めており、その時期はArm v9と重なるでしょう。
Armのv9アーキテクチャは、2020年にArmが発表したスマートフォン向けCPU Cortex-X1/A78の後継となる2021年の「Matterhorn」、そしてMatterhornに続く2022年のコア「Makalu」と交差する。Armによると、30%の増加は後者のコアで実現するという。Armの広報担当者によると、Armは毎年新しいMali GPUもリリースしているという。
Armの最高経営責任者（CEO）であるサイモン・セガーズ氏は、30%の性能向上という推定値はクロックあたりの命令数の向上に限定されていると指摘した。サムスンやアップルがクロック速度や設計を微調整すれば、性能はさらに向上する可能性がある。
アームArmのNeoverseプロセッサはクラウドサーバーやデータセンター向けに設計されており、Cortex AシリーズチップはスマートフォンやArm搭載PCに搭載される予定だ。
「このCPUとシステムのパフォーマンスの素晴らしいところは、モバイルのパフォーマンスと同様にノートパソコンのパフォーマンスにも当てはまることです」と、Armの技術担当副社長ピーター・グリーンハル氏は記者やアナリスト向けのプレゼンテーションの中で付け加えた。
これは決して些細な主張ではありません。Armは、世界最強のスーパーコンピュータである日本の富岳（7,630,848個のArm A64FXコアを搭載）の中核を担っているだけでなく、ソニー、ファーウェイなどのCortex-M搭載ウェアラブルデバイス、そしてその間にあるあらゆる製品にも搭載されています。Arm v9はこれらすべてを網羅しています。
機密コンピューティング
Armがv9で実現しようとしているものの一つに、Realmsの概念を含むArm Confidential Compute Architectureがあります。Realmsは、Windows PC上のWindows Sandboxからスマートフォン上のセキュアな銀行アプリケーションまで、あらゆる仮想マシンの保護を強化します。現在の仮想マシンはハイパーバイザーによって保護されていますが、それでも同じメモリ空間を共有しています。Realmは、各仮想マシンを専用の信頼できるハードウェアでサポートしますが、Armは現時点でその具体的な方法については明らかにしていません。
アームズのセガーズ氏は、政府や民間企業が、スマートフォンで持ち運べる新型コロナウイルスワクチン接種のデジタル証明書を提供、あるいは義務付ける可能性があると指摘した。「アレルギーや投薬データなど、医療情報をデジタル形式で持ち歩くのは理にかなっているかもしれません。しかし、私としては、そのようなものに安心感を持つためには、現状では不可能な高度な暗号化がデバイス上で実行されている必要があります。」
Armのチーフアーキテクト、リチャード・グリゼンスウェイト氏は、RealmsはスマートフォンのOSが侵害された場合でもデータを保護するため、企業は自社でスマートフォンを支給する必要がなくなると述べた。また、ArmはGoogleと協力し、特別なメモリタグ拡張機能を用いてスマートフォンのメモリを保護する取り組みも進めていると付け加えた。
全体的な改善
今後 2 世代で全体的なパフォーマンスが 30 パーセント程度向上するという Arm の主張は、少なくとも現時点では、Arm の v9 コアがどのように向上するかを示唆する最も近いものかもしれません。
アームArmv9 アーキテクチャと組み合わせて Arm が約束した、より技術的なパフォーマンスの一部を紹介します。
Armは、富士通および同社のスーパーコンピュータ「富岳」の設計者と協力し、機械学習およびデジタル信号処理アプリケーションの基盤として使用される「Scalable Vector Extension 2」（SVE2）と呼ばれる新しい命令セットを開発したと発表した。MLは、デバイス上のコマンド処理や仮想現実アプリケーションの処理を効率化するために使用できる。
Armは、今後数年間でMali GPUとEthos NPUにAI機能を追加していくと発表しました。AIは、Google Pixelシリーズをはじめとする「ポートレートモード」やその他のコンピュテーショナルフォトグラフィーの背後で魔法のような役割を果たしてきました。NVIDIAも、最終的には独自の機能を提供するでしょう。
「NVIDIAは、AIの変革力をゲーム、自動運転車、エンタープライズデータセンター、そして組み込みデバイスにさらに深く浸透させる大きなチャンスを見出しています」と、NVIDIAのハードウェアエンジニアリング担当シニアバイスプレジデント、ブライアン・ケレハー氏は声明で述べています。「Armとの継続的な協業を通じて、Armv9を活用し、かつては想像もできなかった幅広いコンピューティングの可能性を実現できることを楽しみにしています。」
Armはこれらの機能がいつ登場するかについて、あまり詳細を明らかにしていません。それでも、これらの技術が間もなく登場するというだけでも、スマートフォンやArm搭載PCの未来を垣間見ることができる刺激的な機会となります。
午前 11 時 22 分に Nvidia からの引用で更新されました。
