Arm TCS23平台協助消費性裝置駕馭人工智慧創新
- 李佳玲／台北
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2023 Arm科技論壇（Arm Tech Symposia 2023）於11月分別於台北與新竹舉行，Arm終端產品事業部產品管理副總經理James McNiven在開場的主題演講揭示人工智慧（AI）時代的來臨，他提到生活中愈來愈多的AI應用，仰賴著具備強大運算能力的電子裝置，Arm透過全球最大最活躍的Arm生態系統、超過1000家技術夥伴，以及與開發人員社群的努力，提供在消費性裝置上駕馭人工智慧的創新技術，以滿足未來運算的需求。他以一句話歸納總結：「A scalable solution for future AI workload」，也就是Arm應對未來所需規模的AI工作負載，將持續打造最佳的解決方案。
對於百花齊放般地生成式AI與大型語言模型技術所引領的創新應用，多樣化的應用需要強大的運算能力。為了滿足不同客戶其獨特的市場地位與產品亮點，Arm除了維持過去個別IP銷售的模式，更進一步的提供運算平台(Compute Platform)技術，滿足不同區隔市場、規模與產品的各種需求，利用平台化解決方案提供最佳化的效能與優異省電效率的產品，協助客戶與技術夥伴快速導入。Arm提出涵蓋消費性電子、資料中心、物聯網與車用電子的四大主流平台應用，成為驅動科技產業蓬勃發展的重要推手。
人工智慧啟動消費性電子市場的創新，推動需求再創高峰
McNiven在專訪中聚焦於消費性電子市場最新的發展趨勢，他表示Arm提出的2023全面運算解決方案（Total Compute Solutions；TCS23），是為打造新世代智慧型手機、筆記型電腦、穿戴式裝置與智慧電視等系列消費性電子與行動裝置產品，提供歷來最佳與最重要的行動運算平台。TCS23透過一整套針對未來不同的特定AI工作負載而設計與優化的最新IP組合，並成為一個完整的運算平台系統，強化硬體與軟體的無縫協同工作，滿足使用者高度期待的AI技術可帶來的實際體驗。
即使部分市場人士認為手機市場已近飽和，但就GSMA的統計來看，2022年亞洲人口的手機普及率達76%，預估到2030年還會持續增加到94%，預期市場會有更多不同功能與各種等級的手機上市，以滿足消費者對於不同價格帶與功能的需求。不僅手機如此，還有包括穿戴式裝置、筆記型電腦、虛擬實境與智慧電視等裝置的持續性創新與數量規模的成長。Arm推出的TCS行動運算平台，自2021年推出至今，效能表現每年持續以兩位數成長。
TCS23平台加速軟體創新的速度與成效
持續成長的市場規模與運算功能的最佳化，幫助Arm全球夥伴掌握最佳的機會與成功的契機，Arm全新的TCS23平台提供合作夥伴所需的運算效能與省電效率，製程節點與運算能力更緊密的結合，是實現更高效能與更低功耗設計的關鍵，因為使用先進半導體製程節點的晶片成本非常昂貴，除了仰賴硬體加速增進效能之外，還需要軟體的大力奧援。
Arm為此大量投資各項開發工具，從程式編譯器到不同作業系統下的工具與軟體，透過TCS23平台所展現效能，可讓軟體設計者的創意獲得全力的支持與展現。若以評估瀏覽器效能來測試，硬體貢獻了約30多個百分點的成長，加上軟體的最佳化效能的調校，可讓瀏覽器的整體效能一舉成長超過六成，所以TCS平台從嶄新硬體架構搭配軟體的整合效益，幫助客戶掌握Time-To-Market的關鍵時刻，快速擴展對未來AI的應用範圍。
無論企業規模大小，客戶都可以在TCS23獲得完整的服務，這是Arm貫徹「Building the Future of Computing」的強大企圖心，尤其資源較侷限的小型IC設計廠商，更可以透過TCS而少走冤枉路，該運算平台協助客戶在效能測試與驗證上獲得保障，降低風險與晶片開發成本，這也是Arm支援客戶邁向成功的重要產品策略。
Arm Immortalis GPU實現3D遊戲沉浸式體驗新境界
Arm 持續強化繪圖處理器（GPU）的運算效能，在TCS23配備了Immortalis-G720的GPU核心，在智慧型手機等消費性電子的主流產品上提供硬體級別的光線追蹤（Ray Tracing） 的功能，在手機的電玩領域賦予了執行3A級遊戲大作高度視覺化與逼真度的遊戲體驗，在手機需要精打細算考量電池續航力的前提下，Immortalis GPU能帶來前所未有的消費者體驗。
更重要的是Immortalis-G720的GPU，僅以5W的功耗，就實現了接近桌上型遊戲系統300W甚至500W耗能的沉浸式體驗。為軟體開發人員在Arm平台的GPU上開創新的市場機會，並提供最廣泛且全面的支援，進一步讓消費者在手機上享受到更真實、更沉浸式的遊戲體驗。此外，這也為手機上的高階影像濾鏡功能，以及在擴增實境(AR)和虛擬實境等領域，帶來更大的商業價值。
Arm首席應用工程師胡岱勛在現場透過搭載聯發科技天璣9200+晶片的vivo X90s旗艦手機，來展現硬體光線（Ray Tracing）追蹤的效果。光線追蹤技術著重於呈現陰影、反射和光線折射的特殊效果，例如讓金屬材質的物體表面能反射出環境影像，以及透過透明玻璃物件利用光線折射，展現其背後環境栩栩如生的3D效果。胡岱勛指出，硬體的光線追蹤技術是一項成本高昂的技術投資; 然而，Arm Immortalis GPU僅需要5W左右的功耗就帶來了與桌上型系統（通常功耗是300W以上）相近的3D視覺效果。這對於相當重視電池續航力的行動裝置來說，無疑是一項極佳的投資。
再者，針對large screen compute 技術而言，Windows 11 on Arm（WoA）展現全新架構的Arm核心，在PC領域上取得重要的進展，ARM64EC的架構結合x64與Arm程式碼，打造以Arm核心為主的PC系統，進軍超輕薄筆電的市場，已經達到相當可觀的重大進展。並且針對手機、穿戴式裝置、虛擬實境眼鏡與筆記型電腦顯示器等螢幕大小不同的功能，Arm的 large screen compute技術可在行動裝置上打造一致的螢幕顯示，讓不同大小、解析度的顯示螢幕所呈現的效果可以獲得一致性的最佳化體驗，而且省電，讓超薄型筆電的電池續航力可以高達48小時或數天的開機使用，大大超越目前競品提供的傳統筆電。WoA環境的Arm PC無論在辦公室應用軟體的高生產力使用經驗，以及駕馭電玩遊戲的娛樂效果，TCS23平台讓Arm PC展現更大的突破。
TCS23啟動智慧型手機市場新一輪的成長契機
2023 Arm科技論壇剛結束，11月6日聯發科技（MediaTek）即發表下一代旗艦級行動晶片天璣9300，天璣9300是業界首先在行動晶片採用八個全大核的應用處理器，設立旗艦級智慧型手機晶片的新標竿，其具備四個Cortex-X4超級大核心單元與四個Cortex-A720的大核心架構所組成最尖端運算能力的CPU，並配備基於Arm全新第五代GPU架構的Immortalis-G720 GPU，為天璣9300行動晶片在遊戲體驗與能源效率上，奠定了堅實的基礎。
面對新世代的手機需要使用大量的視訊影片製作、直播、高畫質手機遊戲，以及折疊式螢幕下的多應用、多視窗、多場景切換的挑戰，加上大模型架構的AI工作負載，聯發科技總經理陳冠州強調：「天璣9300旗艦行動晶片比上一世代的晶片在多核運算所產生的峰值性能提升40%，可以成功運行330億個參數的AI大模型的應用，不到一秒鐘的時間可以執行生成式AI讓文字敘述轉為高畫質繪圖，這個秒數生圖的應用展示生成式AI大模型的智慧應用所帶來前所未見的全新領域，為使用者開啟嶄新的行動體驗。天璣9300不但具備更快速的AI運算效能，兼具更出色流暢與細膩影像渲染的電玩遊戲體驗，以及超長電池續航表現，並為生成式AI做好全面準備，以迎接新一波由生成式AI創意應用的高速成長。」
vivo也隨即在11月13日於北京發表vivo新一代旗艦級智慧型手機X100系列。這是第一款配備MediaTek天璣9300行動晶片的旗艦級智慧型手機產品，快速展現Arm TCS23的運算功能，搭配vivo自家研發的V3晶片，針對Android手機的照相與攝影的功能，帶來全方位的效能進化與躍升。特別值得一提的，vivo在X100上首次提出了多個自行研發的藍科技，其內置藍心大模型的藍心小V智慧助理，提供中文生成式AI的應用，提供例如工作或社群媒體文案創作、畫圖、圖生圖、詩作等智慧服務，為智慧型手機樹立大型語言模型應用的標竿。
Arm對於技術的持續投入為產業提供真正的行動創新，McNiven認為AI的快速發展下，尤其在邊緣終端上或是行動裝置上執行AI應用的趨勢，將為使用者體驗帶來大幅度的改善，尤其要同時面對算力需求的增加以及平衡省電效率，各種新形態的電子裝置與晶片的需求，將會為台灣科技產業帶來更多的發展前景，創造更大商機。他期盼攜手生態系夥伴，一起實現以 Arm技術建構未來行動體驗的願景。
目前，已有超過25億台基於Arm架構且具有 AI 功能的消費性裝置投入使用。欲進一步了解Arm與合作夥伴生態系所看見之行動和消費裝置運算的未來，請點擊此造訪。
