2016年科技產(chǎn)業(yè)一個具有劃時代意義的收購案可能就是軟銀收購ARM了，不管資本市場如何分析。但是孫正義最看重的恐怕是ARM在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的布局和未來前景。憑借全新的處理器、無線電技術(shù)、子系統(tǒng)、端到端安全以及云服務平臺，ARM正在進一步加快IoT的全球普及速度。

在過去的7、8年中，ARM基于CortexM的內(nèi)核MCU已經(jīng)超過171億。2015年ARM MCU出貨達到了64億顆，其中M3是ARM最早推出的MCU內(nèi)核。

“隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)越來越普及，是時候推出一個完整的解決方案，以確保數(shù)據(jù)從傳感器到服務器的安全。去年，ARM的合作伙伴共出貨了超過150億顆基于ARM的芯片，創(chuàng)造了新的紀錄，其中許多應用于智能嵌入式領(lǐng)域，ARM的技術(shù)已經(jīng)成為物聯(lián)網(wǎng)的基石，而我們現(xiàn)在的目標在于提升其規(guī)模。為此，我們今天推出了一整套獨特且全面的技術(shù)與服務，實現(xiàn)無縫的協(xié)同工作。”ARM執(zhí)行副總裁暨產(chǎn)品事業(yè)部門總裁Pete Hutton表示，ARM的生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)成為業(yè)界最成功的的物聯(lián)網(wǎng)合作體系，擁有超過1000家合作伙伴。

在上周深圳舉行的媒體交流會上，ARM針對物聯(lián)網(wǎng)（IOT）領(lǐng)域推出了有史以來最全面的IP組合，總結(jié)了一下包括基于ARM v8-M架構(gòu)的嵌入式處理器ARM Cortex-M23以及Cortex-M33；下一代ARM Cordio radio 無線通信IP；首款I(lǐng)OT云平臺mbed Iot Device Platform；同時還包括兩款Mali 系列GPUV61以及G51。由于發(fā)布的IP眾多，筆者下面就通過幾張PPT來為大家詳細介紹一下各款I(lǐng)P的差異及優(yōu)勢：

更安全的嵌入式MCU，Cortex-M23與M33有啥區(qū)別？

在被軟銀收購以后，ARM內(nèi)部產(chǎn)品線發(fā)生了很多變化，值得一提的首先就是MCU產(chǎn)品線從傳統(tǒng)的M0、3/4/7一下子跳到了M23/33產(chǎn)品線。那么這兩款I(lǐng)P的定位及主要功能有哪些呢？從上面這張圖可以看到目前Cortex-M系列的整合家族。從未來的趨勢來看，M23/M33將會對ARMv7-M系列產(chǎn)生替代效應。M23對應的是M3/M4的市場，而M23則對應的是M0/M0+的市場。用ARM應用市場事業(yè)部總經(jīng)理Noel Hurley的話來說，就是M23和M33更多針對物聯(lián)網(wǎng)市場，其中M23專注于最小的尺寸和最低的功耗。M33相對M23性能更高，同時配置選項更多。比如DSP和浮點計算。如果從應用來看，M23適合一些非常簡單的應用但要求低功耗的應用，比如在戶外需要傳感器感應一個水平面高度，那么M23就能實現(xiàn)，同時可以實現(xiàn)最小尺寸和最低功耗。如果需要更高性能，比如sensor HUB接受來自不同的傳感器的數(shù)據(jù)，M33則是更好的選擇。

相比傳統(tǒng)Cortex-M3和M4的處理器，Cortex M33以相同的工藝技術(shù)實現(xiàn)了20%的性能提升，同時也降低了能耗。而M23在提供更高的安全性的同時，也進一步提高了M0+所樹立的標準。最近軟銀的孫正義提出未來可能有1萬億設備連接倒互聯(lián)網(wǎng)中，這里面有很多自身不帶電池，因此對功耗的要求非常嚴苛。相對M33，M23能夠減少75%的體積，增加50%的能效比。可以看到，M23和M33首次將在Cortex-A系列成熟應用的Trust Zone技術(shù)引入嵌入式領(lǐng)域，希望能夠給物聯(lián)網(wǎng)帶來更多的安全功能。下一代Cortex-M處理器專為保障數(shù)據(jù)、固件以及外設的安全而設計，同時能夠簡化和減少確保嵌入式解決方案安全所需的編程工作。安全與非安全狀態(tài)之間的快速轉(zhuǎn)換降低了提供高級安全性所需的處理總開銷，因而能夠?qū)崿F(xiàn)行業(yè)領(lǐng)先的節(jié)能性。

TrustZone是ARM公司提供給ARM陣營芯片廠商們的通用加密方案。通過類似于虛擬機的技術(shù)在SOC芯片中生成一個受到保護的區(qū)域，將指紋密碼等需要加密的信息隔離保護在里面。不光聯(lián)發(fā)科、華為麒麟等公版ARM芯片廠商，就連蘋果（名字不同）、高通這些獨立設計芯片架構(gòu)的廠商也在使用TrustZone技術(shù)。可以說市面上絕大多數(shù)智能手機的指紋都是使用TrustZone技術(shù)進行保護的。 與Cortex-A系列不同的是，Trust Zone在A系列是在軟件上實現(xiàn)，而在M系列則是在硬件上通過獨立的加速加密、解密的硬件加速器實現(xiàn)。

在上海舉辦的GeekPwn2016大會上有黑客宣布破解了一款國產(chǎn)手機的“TrustZone”，這里面保存著指紋信息等最需要加密的部分。這支來自美國加利福尼亞大學圣塔芭芭拉分校的Shellphish團隊，在GeekPwn2016大會上突破了最新版本手機的最堅實防線——“指紋識別搭配TrustZone”。黑客團隊篡改了TrustZone里的指紋驗證模塊，可以用任意指紋解鎖這款安卓手機，現(xiàn)場演示隨便用一個觀眾的鼻尖就輕易解鎖了這臺手機。這一點也讓業(yè)界對ARM公司宣傳的“TrustZone”安全性產(chǎn)生懷疑。Noel Hurley反駁了“TrustZone”被破解這一說法，他表示在智能手機里Trust Zone是在軟件上實現(xiàn)，漏洞可能是從其它方向出現(xiàn)的。與Cortex-A系列不同的是，M系列則是在硬件上通過獨立的加速加密、解密的硬件加速器實現(xiàn)。采用Cortex M33的開發(fā)板演示。據(jù)介紹，全球十大MCU供應商中的七家都已經(jīng)獲得Cortex-M新一代一個或兩個新產(chǎn)品的授權(quán)。

新一代低功耗無線電IP，一站式解決方案

對于IOT來說，除了數(shù)據(jù)處理能力，連接能力也變得非常重要。去年有2.7億臺新生產(chǎn)的設備采用藍牙低功耗。分析師指出這一趨勢并未出現(xiàn)停止的跡象，他們預測，到2020年將會有180億臺設備使用藍牙、Zigbee，或Thread。

值得一提的是這次ARM推出的Cordio radio IP，支持Bluetooth5.0和802.15.4標準的zigbee。這些都是目前主流的IOT連接無線標準。開發(fā)人員可以從TSMC、UMC等眾多晶圓代工廠的處理工藝中選擇一個標準無線電實現(xiàn)。Cordio radio IP將極大的提升ARM生態(tài)系統(tǒng)中不同設備互相連接的兼容性。Bluetooth5.0相比其上一個版本，能夠帶來兩倍的數(shù)據(jù)傳輸速度，在數(shù)據(jù)傳遞容量提升方面更是達到800%。也就是說，使用Bluetooth5.0的話你可以以更快的速度傳送和接受更多的數(shù)據(jù)。Bluetooth5.0擁有更強的性能，能夠傳輸?shù)臄?shù)據(jù)也將更豐富、更智能，它將加入定位和導航功能，這樣一來你就不需要安裝應用，也不需要建立連接就可以收到藍牙信標所發(fā)送的指定位置信息了。采用Cordio radio IP的演示開發(fā)板。

ARM發(fā)布首款I(lǐng)OT云embed Cloud，并非要跟云服務搶生意

對于IOT應用來說，越來越多的服務來自于云端。因此各大生態(tài)系統(tǒng)都在建立自己的云服務，在中國已經(jīng)有阿里云、機智云、華為ocean connect，國際上還有windows10 IOT版本等針對IOT的云服務平臺，不過這次ARM推出了首款基于云的SaaS物聯(lián)網(wǎng)設備平臺mbed Cloud。難道ARM也要來跟這些云服務商競爭了？AR表示，并不會，Mbed cloud比較適合比較低功耗的應用場景，更傾向于通過一整套系統(tǒng)來管理不同的使用ARM架構(gòu)的產(chǎn)品。比如照明廠商為智慧城市提供一個解決方案，可能不同的地區(qū)選擇不同的供應商。“我們跟這些云服務商不是競爭關(guān)系，我們會提供一個技術(shù)讓這些云能夠非常便捷的連接。” 另外，IoT跟手機不同，手機可能用2~3年，IoT設備要用很多年。比如智能照明可能要工作10年這么久，所以需要不停的對終端進行升級，保持正常工作。

GPU產(chǎn)品線首次改名，G51將滿足大量VR應用

在被軟銀收購后，ARM首次發(fā)布GPU就將以往的Mali T系列命名改為G系列。為什么呢？ARM多媒體處理部門高級產(chǎn)品經(jīng)理Roger Barker表示這個命名變化是借架構(gòu)調(diào)整的機會針對中國市場推出更簡化的產(chǎn)品線。

G系列的意思就是GPU，其中G7系列代表高端GPU，G5系列代表主流市場GPU。Roger Barker表示，ARM還會有一個超低功耗的產(chǎn)品線，雖然沒有明說，但筆者猜測可能是G3系列。ARM多媒體處理部門高級產(chǎn)品經(jīng)理Roger Barker如果簡單的劃分這次發(fā)布的兩個GPU。首先是V61，這是高端的視頻處理器集成VP9編碼，主要應用是為實時視頻應用提供最高效的4K直播流。它比上一代編解碼器節(jié)省50%的比特率。特別是到了今天，越來越多的實時視頻直播對碼流的要求越來越高。對VP9的支持，可以讓內(nèi)容產(chǎn)生著可以實時發(fā)布自己的內(nèi)容。V61也可以多核可靈活搭配，還能從單核上1080P 60幀擴展到多核4K 120幀。具體來說，針對無人機、IP 攝像頭，高端手機需要4K 60幀要求，要求4核；還有高端智能電視需要4K 60zhen ,無人機主流是1080P,可以選擇單核，高清攝像頭可以4K 30幀。所以不同的應用需要不同的核心來做搭配。ARM同時展示了一個V61的應用。在劍橋大學的徐志摩紀念石碑上，只要掃描這塊石碑就會出現(xiàn)徐志摩的詩歌進行場景疊加。G51主要是相對于G71的，針對主流市場，提供更多對虛擬現(xiàn)實(VR)的支持。在計算能力上來看，G71有更強的性能。從像素處理來看，G51有更高的性能。

G51采用ARM全新的Bifrost架構(gòu)，該架構(gòu)包含了重新設計的雙倍吞吐量紋理單元，能夠滿足低功耗VR、日常游戲、AR和快速瀏覽等多種功能。ARM多媒體處理部門高級產(chǎn)品經(jīng)理Dan Wilson表示，G51是ARM到目前為止體積最小、最高效、支持Vulkan的GPU同時支持最高4K的屏幕分辨率。這里值得一提的是G51支持Vulcan，這是一種新的API，目前unity這樣的游戲開發(fā)引擎商也支持了Vulkan的預覽產(chǎn)品。Vulkan能夠帶來更加震撼的游戲體驗，同時也將成為越來越多的VR游戲的主流API相比上一代的Mali-T830GPU，該處理器每平方毫米的性能提升最高可達60%，能效提高最高也可達60%。G51同時精簡了30%的面積，在降低了大批量芯片制造成本的同時，還能滿足更多高性能應用的需求。這個產(chǎn)品是面向2018年的一些需求去設計的，這是第一款針對主流市場的GPU產(chǎn)品，同時也支持Vulkan的一款最小的GPU。

此外，最主要的變化是雙像素的渲染器核心的變化，這個處理器最大的變化是有兩種渲染器核心，第一種是單像素的渲染器核心，第二種是多像素的，這是靈活可配的。“另外還有一個很大的變化還有一個紋理單元，在我們的雙像素渲染器核心可以支持雙紋理單元的渲染，另外還有一些變化是在指令集上我們在最新的G51上做了增強。”

目前主流的VR設備大部分采用手機產(chǎn)業(yè)鏈，Dan Wilson在回答媒體提問的時候表示，如果VR設備的出貨量勾搭，應該會有專門針對VR的SOC上線。“VR對GPU的需求最大的是像素處理上，幀率要到90幀以上。手機這一塊對分辨率的要求也在提升，現(xiàn)在看在VR領(lǐng)域還需要加速去做。” Dan Wilson表示，VR應用會將大量的任務放在GPU里去做，包括視頻的拼接、鏡面扭曲等，有很多都會通過專用的硬件實現(xiàn)。另外，他還特別提到了elighten全局光照技術(shù)，在ARM的GPU中暫時不會融合該技術(shù)。

ARM此前收購的Geomerics公司專為游戲和娛樂行業(yè)的客戶提供尖端的圖形技術(shù)。該公司的Enlighten光照解決方案是一項革命性的技術(shù)，它將實時的全局光照技術(shù)應用于游戲開發(fā)，這也是光照技術(shù)的各個層面首次在所有的游戲平臺上實時地進行更新。Enlighten的快速全局光照計算能力，使得美術(shù)人員可以在編輯時立刻看到最終的光影效果，完全取代了以往重復修改光照設置并長久等待的離線烘焙方式。他表示，VR的應用場景對于GPU的要求非常高，而elighten恰恰對GPU的需求不高，而對CPU的需求更高。