继去年推出全新的 Armv9 架构之后，Arm 刚刚发布了第二代 Armv9 CPU，以新的 Cortex-X3 旗舰 CPU 为首，此外还有 Cortex-A715 和修订版 Cortex-A510。此外，该公司还推出了其首款旗舰 GPU Immortalis-G715，并支持硬件级光线追踪。这些新组件还为 Arm 的新整体计算解决方案提供动力。
所有这些都将出现在 2023 年推出的产品中，因此您还需要一段时间才能在消费产品中看到这些好处。
Arm Cortex-X3 和 Cortex-A715
首先，基于第二代 Armv9 的新 CPU 带来了一些重大的性能改进，而 Arm 总是如此。从 Cortex-X3 开始，它是 Cortex-X 系列定制 CPU 的一部分，合作伙伴可以在其中定制芯片的最终设计。Cortex-X3 承诺在最新的 Android 智能手机中性能比 Cortex-X2 提高 25%。新芯片的效率也更高，在使用更少功耗的同时实现了相同的性能水平，尽管 Arm 没有深入研究细节。
此外，DynamIQ 共享单元 (DSU-110) 平台也进行了升级，现在可以扩展到 12 个内核和 16MB 的三级缓存。这实现了更高的可扩展性，因此 Arm 处理器可以适用于从手机到更高端笔记本电脑的所有设备。
Arm Cortex-A715 进行了相当多的升级，但主要关注的是效率。与之前的 Cortex-A710 CPU 相比，Arm 宣称能效提高了 20%，这应该会为使用它的设备带来更长的电池寿命。在性能方面，Arm 承诺比上一代提升 5%，实际上可以与 2020 年推出的 Cortex-X1 CPU 的性能相媲美。
最后，修改后的 Cortex-A510 并没有带来任何性能变化，但它确实比之前的迭代节省了 5% 的电量，提供了更好的效率来延长电池寿命。此外，此 CPU 内核不再支持任何 32 位，这是Arm 完全过渡到 64 位路线图的一部分。
Arm Immortalis-G715、Mali-G715 和 Mali-G615：光线追踪进入移动设备
在 GPU 方面，Arm 并不满足于升级现有的 Mali GPU。这一次，我们获得了全新的旗舰 GPU，Immortalis-G715。这是第一个支持硬件加速光线追踪的 Arm GPU，这使得它实际上可以在移动设备上使用。不过，该公司确实推出了两款新的 Mali GPU，即 Mali-G715 和 Mali-G615。 如果你不知道什么是光线追踪，它是一种在游戏中生成光照和阴影的更真实的方式。这是因为 GPU 实际上会计算给定场景中的各个光路，模拟光在现实生活中的传播方式。你可以在下面看到它的作用。
虽然在启用光线追踪时，能耗和面积通常是大问题，但 Arm 表示，该功能仅使用 Immortalis-A715 中 4% 的着色器核心区域，但与基于软件的光线相比，它提供了 300% 的性能提升跟踪解决方案，例如去年在 Mali-G710 GPU 上发现的内容。
其他改进在整个新 GPU 范围内都是类似的。与上一代相比，仅在架构级别上，Arm 就吹嘘 15% 的性能。新的 GPU 还全部支持可变速率着色，它可以通过调整场景不同部分的着色器质量来提高性能，因此渲染能力集中在所述场景中最重要的部分。例如，它允许 GPU 在具有更多动作的场景部分中以更精细的粒度级别渲染图形，您可以专注于正在发生的变化，但在静态背景元素上使用较少详细的渲染。
Arm 还在宣传对执行引擎和融合乘加 (FMA) 的改进，使 FMA 功率提高了 2 倍，但面积仅增加了 27%。由于添加了矩阵乘法指令，机器学习性能也翻了一番。最后，对命令流前端的改进使其比上一代更快，峰值三角形输出增加了三倍。Arm 还优化了纹理映射器中的细节级别 (LOD) 查找，从而将吞吐量提高了一倍，并且包含在 Mali-G510 中首次亮相的 Arm 固定速率压缩技术有助于节省带宽。
虽然三个 GPU 都支持大多数功能，但功率自然存在差异。Immortalis-G715有10个或更多核心，而Mali-G715有7到9个核心，而Mali-G615有6个核心或更少。
Arm 整体计算解决方案
正如我们在顶部提到的，所有这些技术共同创造了第二代 Arm 总体计算机解决方案，或 TCS。这些是统一的解决方案，包括为设备供电所需的所有计算组件，并且它们可用于不同的层以针对不同类型的设备。
例如，有一些高级解决方案，可能具有 Cortex-X3 内核以及 Cortex-A715 和 Cortex-A510，以及 Immortalis-G715 GPU，这些解决方案面向旗舰手机、笔记本电脑和台式机。然后是性能解决方案，专注于 Cortex-A715 和 Cortex-A510 内核，结合 Mali-G715 和 Mali-G615，适用于中端智能手机、Chromebook 和电视。最后，效率解决方案侧重于 Cortex-A510 GPU 和低功耗 Mali-G310 GPU，它们适用于低端手机、智能手表、AR 眼镜等。
例如，与第一代 Arm TCS 相比，高级解决方案可以提供高达 28% 的游戏性能，此外还能减少高达 23% 的 DRAM 流量和高达 16% 的功耗。使用新 CPU 内核和 Mali-G715 GPU 的解决方案还可以显着提升机器学习性能，尤其是在摄像头和视频功能方面。
新的 Arm TCS22 解决方案还对三层的安全性进行了改进：进程内安全性、安全固件升级和可信执行环境 (TEE)。进程内安全性现在带有非对称内存标记扩展 (MTE)，由新的 Armv9 CPU 提供，以及增强的 PAN 以防止 JITed 代码攻击。TEE 还通过控制流完整性和内存完整性保护得到了加强。