ARM revela ARMv9, nova arquitetura de chips mais rápida e segura

Arquitetura ARMv9 adiciona recursos de segurança, inteligência artificial e desempenho a chips baseados em tecnologia ARM

Por Emerson Alecrim

há 3 anos • Atualizado há 2 anos e 4 meses

Chip ARM (imagem: divulgação/ARM)

A ARM reservou esta semana para a revelação da sua mais nova arquitetura de chips: a ARMv9. Trata-se de um anúncio deveras importante. Isso porque a atual arquitetura, a ARMv8, está no mercado desde 2011 e, portanto, carece de modernização.

Outro fator que torna esse anúncio relevante é a ampla presença da tecnologia da ARM no mercado. Se pegarmos como exemplo somente o segmento de smartphones, os modelos atuais são todos baseados na arquitetura ARMv8 acrescida de algumas revisões lançadas nos últimos anos.

Uma arquitetura padroniza as instruções, estabelece como a memória RAM é acessada, enfim, determina como o processador trabalha. É por isso que mudanças de arquitetura não acontecem com tanta frequência.

Quando a arquitetura ARMv8 foi lançada, em outubro de 2011, trouxe como grande inovação o suporte ao AArch64, conjunto de instruções de 64 bits padronizado pela ARM. A versão anterior, conhecida como ARMv7, suportava apenas instruções de 32 bits (AArch32) que, naturalmente, também foram incluídas na ARMv8.

Com a arquitetura ARMv9, a ARM mantém a compatibilidade com as instruções AArch32 e AArch64, mas adiciona recursos para segurança, inteligência artificial e, claro, mais desempenho.

ARMv9: segurança e IA

Na nova arquitetura, o fator segurança foi reforçado com a ARM Confidential Compute Architecture (CCA), tecnologia que visa evitar, tanto quanto possível, que falhas no nível de hardware possam favorecer o surgimento de problemas tão graves quanto as vulnerabilidades Spectre e Meltdown, por exemplo.

Informações mais detalhadas sobre a tecnologia CCA serão liberadas pela ARM em uma fase futura. Já sabemos, no entanto, que esse padrão inclui uma função que faz a aplicação ser executada dentro de um “realm”, isto é, uma área protegida na memória que, como tal, a isola de outros softwares.

Outra proteção trazida pelo CCA é o Memory Tagging Extension (MTE) que, basicamente, marca bits de endereços de memória durante as operações de armazenamento para garantir que os acessos sejam feitos ao local correto. O MTE foi introduzido na revisão ARMv8.5 e passa a ser nativo na arquitetura ARMv9.

No quesito inteligência artificial, o destaque fica por conta da incorporação do Scalable Vector Extension 2 (SVE2), conjunto de instruções que potencializa o processamento de funções para realidade virtual, realidade aumentada, aprendizagem de máquina, 5G e outras dentro da própria CPU.

Com o SVE2, chips para processamento digital de sinais (DSP, na sigla em inglês), a exemplo da linha Hexagon, da Qualcomm, podem ser acionados com menos frequência. Entre outras vantagens, essa abordagem deve otimizar a execução de cargas de trabalho menores.

Desempenho e nova GPU Mali

De modo geral, a ARM sinaliza que chips baseados na arquitetura ARMv9 poderão ter desempenho cerca de 30% superior na comparação com o Cortex-A1, o núcleo de referência mais potente da companhia. Na verdade, os ganhos de performance podem ser maiores, pois essa estimativa não inclui aumento de frequência e outros recursos de otimização.

A parte gráfica não foi esquecida. Os detalhes ainda são escassos, mas a ARM também trabalha em um nova geração de GPUs Mali que promete seguir as tendências atuais, incluindo suporte a ray tracing e sombreamento de taxa variável (VRS, na sigla em inglês).

Plano para a futura geração de GPUs Mali (imagem: reprodução/ARM)

Disponibilidade

É difícil falar em chegada ao mercado, pois a adoção da arquitetura ARMv9 dependerá dos planos de cada fabricante. Mas é possível que os primeiros chips baseados no novo padrão sejam anunciados ainda neste ano ou, no mais tardar, no início de 2022.

As expectativas são altas. Mais de 100 bilhões de chips baseados em tecnologia ARM foram vendidos nos últimos cinco anos. Para a próxima década, a companhia espera que a nova arquitetura contribua para que 300 bilhões de chips sejam comercializados.

Com informações: AnandTech.