ARM TCS23平台协助消费性装置驾驭人工智能创新
- 李佳玲／台北
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2023 ARM科技论坛（ARM Tech Symposia 2023）于11月分别于台北与新竹举行，ARM终端产品事业部产品管理副总经理James McNiven在开场的主题演讲揭示人工智能（AI）时代的来临，他提到生活中愈来愈多的AI应用，仰赖着具备强大运算能力的电子装置，ARM透过全球最大最活跃的ARM生态系统、超过1000家技术夥伴，以及与开发人员社群的努力，提供在消费性装置上驾驭人工智能的创新技术，以满足未来运算的需求。他以一句话归纳总结：「A scalable solution for future AI workload」，也就是ARM应对未来所需规模的AI工作负载，将持续打造最佳的解决方案。
对于百花齐放般地生成式AI与大型语言模型技术所引领的创新应用，多样化的应用需要强大的运算能力。为了满足不同客户其独特的市场地位与产品亮点，ARM除了维持过去个别IP销售的模式，更进一步的提供运算平台(Compute Platform)技术，满足不同区隔市场、规模与产品的各种需求，利用平台化解决方案提供最佳化的效能与优异省电效率的产品，协助客户与技术夥伴快速导入。ARM提出涵盖消费性电子、数据中心、物联网与车用电子的四大主流平台应用，成为驱动科技产业蓬勃发展的重要推手。
人工智能启动消费性电子市场的创新，推动需求再创高峰
McNiven在专访中聚焦于消费性电子市场最新的发展趋势，他表示ARM提出的2023全面运算解决方案（Total Compute Solutions；TCS23），是为打造新时代智能手机、笔记本电脑、穿戴式装置与智能电视等系列消费性电子与移动设备产品，提供历来最佳与最重要的移动运算平台。TCS23透过一整套针对未来不同的特定AI工作负载而设计与优化的最新IP组合，并成为一个完整的运算平台系统，强化硬件与软件的无缝协同工作，满足使用者高度期待的AI技术可带来的实际体验。
即使部分市场人士认为手机市场已近饱和，但就GSMA的统计来看，2022年亚洲人口的手机普及率达76%，预估到2030年还会持续增加到94%，预期市场会有更多不同功能与各种等级的手机上市，以满足消费者对于不同价格带与功能的需求。不仅手机如此，还有包括穿戴式装置、笔记本电脑、虚拟实境与智能电视等装置的持续性创新与数量规模的成长。ARM推出的TCS移动运算平台，自2021年推出至今，效能表现每年持续以两位数成长。
TCS23平台加速软件创新的速度与成效
持续成长的市场规模与运算功能的最佳化，帮助ARM全球夥伴掌握最佳的机会与成功的契机，ARM全新的TCS23平台提供合作夥伴所需的运算效能与省电效率，制程节点与运算能力更紧密的结合，是实现更高效能与更低功耗设计的关键，因为使用先进半导体制程节点的芯片成本非常昂贵，除了仰赖硬件加速增进效能之外，还需要软件的大力奥援。
ARM为此大量投资各项开发工具，从程序编译器到不同操作系统下的工具与软件，透过TCS23平台所展现效能，可让软件设计者的创意获得全力的支持与展现。若以评估浏览器效能来测试，硬件贡献了约30多个百分点的成长，加上软件的最佳化效能的调校，可让浏览器的整体效能一举成长超过六成，所以TCS平台从崭新硬件架构搭配软件的整合效益，帮助客户掌握Time-To-Market的关键时刻，快速扩展对未来AI的应用范围。
无论企业规模大小，客户都可以在TCS23获得完整的服务，这是ARM贯彻「Building the Future of Computing」的强大企图心，尤其资源较局限的小型IC设计厂商，更可以透过TCS而少走冤枉路，该运算平台协助客户在效能测试与验证上获得保障，降低风险与芯片开发成本，这也是ARM支持客户迈向成功的重要产品策略。
ARM Immortalis GPU实现3D游戏沉浸式体验新境界
ARM 持续强化绘图处理器（GPU）的运算效能，在TCS23配备了Immortalis-G720的GPU核心，在智能手机等消费性电子的主流产品上提供硬件级别的光线追踪（Ray Tracing） 的功能，在手机的电玩领域赋予了执行3A级游戏大作高度视觉化与逼真度的游戏体验，在手机需要精打细算考量电池续航力的前提下，Immortalis GPU能带来前所未有的消费者体验。
更重要的是Immortalis-G720的GPU，仅以5W的功耗，就实现了接近桌上型游戏系统300W甚至500W耗能的沉浸式体验。为软件开发人员在ARM平台的GPU上开创新的市场机会，并提供最广泛且全面的支持，进一步让消费者在手机上享受到更真实、更沉浸式的游戏体验。此外，这也为手机上的高端影像滤镜功能，以及在增实境(AR)和虚拟实境等领域，带来更大的商业价值。
ARM首席应用工程师胡岱勋在现场透过搭载联发科技天玑9200+芯片的vivo X90s旗舰手机，来展现硬件光线（Ray Tracing）追踪的效果。光线追踪技术着重于呈现阴影、反射和光线折射的特殊效果，例如让金属材质的物体表面能反射出环境影像，以及透过透明玻璃物件利用光线折射，展现其背后环境栩栩如生的3D效果。胡岱勋指出，硬件的光线追踪技术是一项成本高昂的技术投资; 然而，ARM Immortalis GPU仅需要5W左右的功耗就带来了与桌上型系统（通常功耗是300W以上）相近的3D视觉效果。这对于相当重视电池续航力的移动设备来说，无疑是一项极佳的投资。
再者，针对large screen compute 技术而言，Windows 11 on ARM（WoA）展现全新架构的ARM核心，在PC领域上取得重要的进展，ARM64EC的架构结合x64与ARM程序码，打造以ARM核心为主的PC系统，进军超轻薄笔记本电脑的市场，已经达到相当可观的重大进展。并且针对手机、穿戴式装置、虚拟实境眼镜与笔记本电脑显示器等屏幕大小不同的功能，ARM的 large screen compute技术可在移动设备上打造一致的屏幕显示，让不同大小、分辨率的显示屏幕所呈现的效果可以获得一致性的最佳化体验，而且省电，让超薄型笔记本电脑的电池续航力可以高达48小时或数天的开机使用，大大超越目前竞品提供的传统笔记本电脑。WoA环境的ARM PC无论在办公室应用软件的高生产力使用经验，以及驾驭电玩游戏的娱乐效果，TCS23平台让ARM PC展现更大的突破。
TCS23启动智能手机市场新一轮的成长契机
2023 ARM科技论坛刚结束，11月6日联发科技（MediaTek）即发表下一代旗舰级移动芯片天玑9300，天玑9300是业界首先在移动芯片采用八个全大核的应用处理器，设立旗舰级智能手机芯片的新标竿，其具备四个Cortex-X4超级大核心单元与四个Cortex-A720的大核心架构所组成最尖端运算能力的CPU，并配备基于ARM全新第五代GPU架构的Immortalis-G720 GPU，为天玑9300移动芯片在游戏体验与能源效率上，奠定了坚实的基础。
面对新时代的手机需要使用大量的视讯影片制作、直播、高画质手机游戏，以及折叠屏屏下的多应用、多视窗、多场景切换的挑战，加上大模型架构的AI工作负载，联发科技总经理陈冠州强调：「天玑9300旗舰移动芯片比上一时代的芯片在多核运算所产生的峰值性能提升40%，可以成功运行330亿个参数的AI大模型的应用，不到一秒钟的时间可以执行生成式AI让文字叙述转为高画质绘图，这个秒数生图的应用展示生成式AI大模型的智能应用所带来前所未见的全新领域，为使用者开启崭新的移动体验。天玑9300不但具备更快速的AI运算效能，兼具更出色流畅与细腻影像渲染的电玩游戏体验，以及超长电池续航表现，并为生成式AI做好全面准备，以迎接新一波由生成式AI创意应用的高速成长。」
vivo也随即在11月13日于北京发表vivo新一代旗舰级智能手机X100系列。这是第一款配备MediaTek天玑9300移动芯片的旗舰级智能手机产品，快速展现ARM TCS23的运算功能，搭配vivo自家研发的V3芯片，针对Android手机的照相与摄影的功能，带来全方位的效能进化与跃升。特别值得一提的，vivo在X100上首次提出了多个自行研发的蓝科技，其内置蓝心大模型的蓝心小V智能助理，提供中文生成式AI的应用，提供例如工作或社群媒体文案创作、画图、图生图、诗作等智能服务，为智能手机树立大型语言模型应用的标竿。
ARM对于技术的持续投入为产业提供真正的移动创新，McNiven认为AI的快速发展下，尤其在边缘终端上或是移动设备上执行AI应用的趋势，将为使用者体验带来大幅度的改善，尤其要同时面对算力需求的增加以及平衡省电效率，各种新形态的电子装置与芯片的需求，将会为台湾科技产业带来更多的发展前景，创造更大商机。他期盼携手生态系夥伴，一起实现以 ARM技术建构未来移动体验的愿景。
目前，已有超过25亿台基于ARM架构且具有 AI 功能的消费性装置投入使用。欲进一步了解ARM与合作夥伴生态系所看见之移动和消费装置运算的未来，请点击此造访。
