قامت ARM Corporation البريطانية بتحسين بنية الحوسبة غير المتجانسة لـ
ARM big.LITTLE ، والتي تستند إليها جميع المعالجات الدقيقة ARM المستندة إلى Cortex-A7 (2011) ، وقد قامت أمس بتقديم العمارة الجديدة غير المتجانسة
DynamIQ big.LITTLE . تم تخصيص مكان على الرقائق الدقيقة لمسرعات الأجهزة الخاصة لتطبيقات التعلم الآلي. ربما في المستقبل ، سيصبح دعم الأجهزة للشبكات العصبية اتجاهًا جديدًا بين مطوري المعالجات الدقيقة والجودة المتأصلة للهواتف الذكية الجديدة.
ميزة بنية ARM big.LITTLE architecture هي وجود نوعين من نوى المعالج: بطيئة نسبيًا وكفاءة في استخدام الطاقة (LITTLE) وقوية نسبيًا وشراهة (كبيرة). عادةً ما يقوم النظام بتنشيط نوع واحد فقط من نوعين من النوى: فقط كبير أو صغير. من الواضح أن مهام الخلفية على الهاتف الذكي أو أي جهاز آخر مناسبة لحلها مع النوى الصغيرة التي تستهلك القليل جدًا من الطاقة. إذا لزم الأمر ، يقوم المعالج بتنشيط النوى الشراهة القوية ، والتي تظهر في الوضع متعدد الخيوط ، والعمل معًا ، أداءً عاليًا بشكل خاص. من حيث المبدأ ، يمكن لجميع النوى الوصول إلى الذاكرة المشتركة ، لذلك يمكن تعيين المهام للتنفيذ على كلا النوعين من النوى في نفس الوقت. وهذا يعني أن كبيرًا وصغيرًا سيتحولان بسرعة.
تم تصميم مثل هذه الهندسة غير المتجانسة وتبديل المهام بسرعة من نوع إلى نواة إلى أخرى لخلق تغييرات ديناميكية في طاقة المعالج واستهلاك الطاقة. ذكر ARM نفسه أنه في بعض المهام ، توفر الهندسة المعمارية ما يصل إلى 75 ٪ من الطاقة.
DynamIQ big.LITTLE هي خطوة تطورية إلى الأمام. تتيح لك البنية الجديدة استخدام مجموعة متنوعة من النوى الكبيرة والصغيرة التي لم تكن ممكنة من قبل. على سبيل المثال ، 1 + 3 ، 2 + 4 أو 1 + 7 ، أو حتى 2 + 4 + 2 (نوى ذات ثلاث قوى مختلفة). قد يحتوي الهاتف الذكي النموذجي في المستقبل على نظام ثماني النوى على شريحة به نواتان قويتان ، وأربع نوى متوسطة واثنتان منخفضتان الأداء للخلفية.
مع دعم الأجهزة لتعلم الآلة والذكاء الاصطناعي ، سيتمكن المطورون من الوصول إلى تعليمات المعالج الخاصة الجديدة (على سبيل المثال ، العمليات الحسابية بدقة محدودة).
يعد ARM بأنه على مدى السنوات الثلاث إلى الخمس المقبلة ، ستوفر معالجات Cortex-A في البنية الجديدة زيادة تصل إلى 50 ضعفًا في الأداء في تطبيقات الذكاء الاصطناعي ، مقارنة بالأنظمة الحالية المستندة إلى Cortex-A73 وزيادة إضافية بسبب المسرعات المدمجة على الشريحة. يتميز منفذ الوصول المخصص منخفض الكمون بين وحدة المعالجة المركزية والمسرِّعات بأداء 10x.
وهذا يعني أن الشبكات العصبية المدربة ستعمل بشكل أفضل على الهواتف الذكية ، بما في ذلك تلك التي تحسب الرسومات والفيديو وتطبيقات رؤية الكمبيوتر والأنظمة الأخرى التي تعالج تدفقات البيانات الكبيرة.
يمكن أن يحتوي كل عنقود على ما يصل إلى ثمانية نوى ذات خصائص مختلفة. يمكن استخدام هذا أيضًا لتسريع تطبيقات الذكاء الاصطناعي مقارنة بالأنظمة الحالية. بالإضافة إلى ذلك ، سيوفر النظام الفرعي للذاكرة المعاد تصميمه وصولاً أسرع إلى البيانات ويحسن كفاءة الطاقة. بالمناسبة ، ليس من الضروري تضمين نوى LITTLE ذات الأداء الضعيف في المجموعات الأساسية ، والتي تستخدم عادةً في الأجهزة المحمولة لتوفير طاقة البطارية. إذا كنت بحاجة إلى أداء عالٍ للغاية بغض النظر عن استهلاك الطاقة - فلا أحد يزعج إنشاء مجموعات من ثمانية نوى كبيرة ، ودمجها في أنظمة كمبيوتر قوية بشكل خاص. تعتقد ARM أن هذا سيوسع نطاق معالجات ARM خارج الهواتف الذكية.
مجموعات DynamIQ ذات نطاق غير محدود تقريبًا مع ذاكرة مشتركة - هذا عرض لإنشاء أنظمة حوسبة قوية لأغراض مختلفة.
سيتم توفير مرونة إضافية في التعديل الديناميكي لاستهلاك الطاقة / الطاقة من خلال وظيفة تغيير تردد ساعة المعالجات الفردية بشكل فردي في مجموعة من معالجات ARM المتعددة. يعتقد المطورون من كامبريدج أن هذا مهم بشكل خاص في خوذات الواقع الافتراضي ، والتي تكون لفترات طويلة من الوقت في حالة انخفاض استهلاك الطاقة. يتم نقل المعالج إلى إحدى حالات الطاقة الثلاث (تشغيل ، إيقاف ، SLEEP) بشكل أسرع ، تلقائيًا على مستوى الأجهزة.
في النهاية ، تسمح لك بنية DynamIQ المتقدمة ببناء أنظمة أكثر موثوقية مع ازدواجية الوظائف ، مما يزيد من مستوى الأمان في الأنظمة المستقلة التي تحتاج إلى الاستجابة إلى الأعطال. على سبيل المثال ، هذه أنظمة رؤية الكمبيوتر في المركبات غير المأهولة - أنظمة مساعدة السائق المتقدمة (ADAS). عندما تفشل مجموعة من النوى أو يفشل المسرّع ، تتولى الكتلة الأخرى تلقائيًا وظائفها.
يتم استخدام بنية معالج ARM بموجب ترخيص في رقائقها من قبل العديد من الشركات المصنعة ، بما في ذلك Samsung و Qualcomm و Nvidia و Intel و Apple (iPhone و iPad). بين عامي 2013 و 2017 ، تم بيع أكثر من 50 مليار رقاقة صغيرة تعتمد على بنية ARM في العالم ، ويأمل مطورو اللغة الإنجليزية أن يتضاعف هذا العدد في السنوات الأربع المقبلة إلى أكثر من 100 مليار.
لا تحتاج معظم الأجهزة على معالجات ARM إلى التبريد النشط. الشركة واثقة من أنه مع زيادة قوة هذه الأنظمة والانتقال إلى بنية DynamIQ ، سيظل كل شيء كما هو.