Armv9: ar­chi­tet­tu­ra per la CPU adatta per l’IA

La versione 9 dell’ar­chi­tet­tu­ra Arm (Armv9), pre­sen­ta­ta a marzo 2021, rap­pre­sen­ta una pietra miliare nello sviluppo dell’ar­chi­tet­tu­ra del pro­ces­so­re Arm. Apporta mi­glio­ra­men­ti dai punti di vista delle pre­sta­zio­ni, della sicurezza e del supporto dei carichi di lavoro moderni, quali l’in­tel­li­gen­za ar­ti­fi­cia­le (IA).

Novità e sviluppi rispetto ad Armv8

Il pro­ces­so­re Arm Armv9, pre­sen­ta­to a marzo 2021, aggiunge tre sviluppi im­por­tan­ti rispetto alla versione pre­ce­den­te Armv8.

Una delle ca­rat­te­ri­sti­che di spicco dell’ar­chi­tet­tu­ra Armv9 è l’in­tro­du­zio­ne della Con­fi­den­tial Compute Ar­chi­tec­tu­re (CCA). Questo nuovo standard di sicurezza assicura che i dati siano protetti non solo a riposo o durante la tra­smis­sio­ne, ma anche durante l’ela­bo­ra­zio­ne. La CCA di Arm utilizza i co­sid­det­ti realm, ovvero ambienti isolati all’interno di un pro­ces­so­re che schermano i dati sensibili dal resto dell’ar­chi­tet­tu­ra. Possono quindi elaborare dati critici in modo sicuro in ambienti come il cloud o nelle in­fra­strut­tu­re a uso comune.

Anche se le esten­sio­ni vet­to­ria­li scalabili (SVE) erano già state in­tro­dot­te nello standard pre­ce­den­te Armv8, Armv9 si basa su SVE2 per per­met­te­re una migliore ela­bo­ra­zio­ne in parallelo dei dati. SVE2 è stato svi­lup­pa­to per sod­di­sfa­re l’aumento dei requisiti delle ap­pli­ca­zio­ni moderne, in par­ti­co­la­re nei campi dell’ap­pren­di­men­to au­to­ma­ti­co e dell’ela­bo­ra­zio­ne dei segnali digitali. SVE2 ottimizza la capacità di elaborare con­tem­po­ra­nea­men­te più punti di dati, utile so­prat­tut­to per eseguire calcoli complessi per l’IA, l’ela­bo­ra­zio­ne delle immagini e la codifica video.

Le novità più im­por­tan­ti di Armv9 ri­guar­da­no diverse ot­ti­miz­za­zio­ni per l’in­tel­li­gen­za ar­ti­fi­cia­le e l’ap­pren­di­men­to au­to­ma­ti­co (ML). Negli ultimi anni la necessità di potenze di calcolo spe­cia­liz­za­te per i carichi di lavoro IA è aumentata for­te­men­te, in quanto sono sempre più diffuse ap­pli­ca­zio­ni come l’ela­bo­ra­zio­ne del lin­guag­gio e delle immagini o l’IA ge­ne­ra­ti­va. Grazie alle capacità mi­glio­ra­te di Armv9 di elaborare i dati vet­to­ria­li messi a di­spo­si­zio­ne tramite SVE2, i server Arm con­sen­to­no di eseguire reti neurali e modelli di ap­pren­di­men­to au­to­ma­ti­co con maggiore ef­fi­cien­za e rapidità. In questo modo si riduce non solo la latenza, ma anche il consumo di energia, un vantaggio di rilievo so­prat­tut­to per i di­spo­si­ti­vi mobili e i sistemi in­cor­po­ra­ti.

I vantaggi prin­ci­pa­li di Armv9

I vantaggi apportati con l’in­tro­du­zio­ne di Armv9 rendono l’ar­chi­tet­tu­ra par­ti­co­lar­men­te adatta sia per le ap­pli­ca­zio­ni di calcolo spe­cia­liz­za­te sia per l’uso generale. L’ultima versione di Arm si con­trad­di­stin­gue in par­ti­co­la­re per:

✓ Più sicurezza: grazie alla nuova Con­fi­den­tial Compute Ar­chi­tec­tu­re (CCA), ora le aziende e le or­ga­niz­za­zio­ni possono elaborare i loro dati con una maggiore sicurezza. I dati sensibili sono protetti anche negli ambienti cloud a uso in comune, un grande passo in direzione delle in­fra­strut­tu­re “Zero Trust”.

✓ Maggiori pre­sta­zio­ni per i carichi di lavoro spe­cia­liz­za­ti: grazie alle esten­sio­ni SVE2, Armv9 offre un in­cre­men­to con­si­de­re­vo­le della potenza di calcolo, so­prat­tut­to per quanto riguarda le ap­pli­ca­zio­ni che devono elaborare grandi quantità di dati in parallelo (modelli IA, ela­bo­ra­zio­ne video e calcoli scien­ti­fi­ci).

✓ Ef­fi­cien­za ener­ge­ti­ca ot­ti­miz­za­ta: uno dei grandi punti di forza di tutte le ar­chi­tet­tu­re Arm è l’ef­fi­cien­za ener­ge­ti­ca. Portando avanti la tra­di­zio­ne, Armv9 offre una gestione dell’energia ot­ti­miz­za­ta no­no­stan­te l’in­cre­men­to della potenza. Questa ef­fi­cien­za rende i pro­ces­so­ri Armv9 par­ti­co­lar­men­te in­te­res­san­ti per i di­spo­si­ti­vi mobili, i sistemi in­cor­po­ra­ti e l’Internet of Things (IoT).

I campi di ap­pli­ca­zio­ne più im­por­tan­ti di Armv9

Grazie alla ver­sa­ti­li­tà e alla potenza, l’ar­chi­tet­tu­ra Armv9 trova ap­pli­ca­zio­ne in svariati campi. I due più rilevanti sono i server dedicati e l’in­tel­li­gen­za ar­ti­fi­cia­le.

Server dedicati

Armv9 è uti­liz­za­to nei server dedicati di­stri­bui­ti nei data center e dai fornitori di servizi cloud. Offrendo grandi pre­sta­zio­ni e un’ef­fi­cien­za ener­ge­ti­ca elevata, l’ar­chi­tet­tu­ra Armv9 è perfetta per le attività spe­cia­liz­za­te e i carichi di lavoro necessari nei data center moderni. I fornitori di servizi cloud be­ne­fi­cia­no di costi di esercizio inferiori, resi possibili dal consumo di energia ridotto dei pro­ces­so­ri, mentre i clienti sfruttano i vantaggi dell’in­cre­men­to della potenza e dell’af­fi­da­bi­li­tà.

In­tel­li­gen­za ar­ti­fi­cia­le e ap­pren­di­men­to au­to­ma­ti­co

Le ot­ti­miz­za­zio­ni di Armv9 per IA e ML rendono questa ar­chi­tet­tu­ra par­ti­co­lar­men­te adatta per le ap­pli­ca­zio­ni nel campo dell’in­tel­li­gen­za ar­ti­fi­cia­le. Grazie al supporto di SVE2, gli algoritmi di IA possono essere eseguiti con una maggiore rapidità ed ef­fi­cien­za, con­sen­ten­do di elaborare grandi quantità di dati e di eseguire calcoli complessi, vantaggi es­sen­zia­li per i servizi basati sull’IA come as­si­sten­ti vocali, ela­bo­ra­zio­ne delle immagini e processi de­ci­sio­na­li au­to­ma­tiz­za­ti.