今後1000億台のARM搭載デバイスにはARM DynamIQテクノロジーが搭載される

ARM は、ARM Cortex-A プロセッサの効率とパフォーマンスを向上させるように設計された、ARM DynamIQ と呼ばれる新しいマルチコアマイクロアーキテクチャを発表しました。これにより、自動運転車、人工知能、複合現実デバイスなど、さまざまなケースでの使用に柔軟性が向上します。

スマートフォンをはじめとするデバイスの普及により、同社は驚異的な成長を遂げました。Tom's Hardwareとのブリーフィングで、ARMコンピュートプロダクトグループゼネラルマネージャーのナンダン・ナヤンパリー氏は、1991年から2013年の間に500億ユニットを出荷したと説明しました。2005年には年間10億ユニットの生産を達成し、2009年には四半期ごとに10億ユニットを出荷するようになりました。

それでも、同社は今後4年間で生産を加速させると見込んでいます。現在までにARMは1,000億個の製品を市場に投入しており、2021年までにさらに1,000億個を出荷すると予想しています。

今後4年間で1,000億個のマイクロプロセッサを出荷するには、ARMのチップに対する需要が指数関数的に増加し続けなければなりません。ARMは、その需要をいかに獲得するかについては懸念していません。同社は、人工知能（AI）や自動運転自動車業界など、急速なイノベーションが求められる新興市場への進出を拡大しています。自動化、機械学習（ML）、AIが急速に進歩するにつれて、より高速で低消費電力のプロセッサに対する需要はますます高まるでしょう。

スマートフォンとスタンドアロンデバイスの両方におけるAR/VR/MR（XRと読み替えてください）市場についても同様です。XR革命はまだ初期段階にあり、没入型技術が将来私たちをどこへ連れて行ってくれるのかは、私たちの集合的な想像力次第です。しかし、当面はパフォーマンスと消費電力という2つの問題がXRの発展を阻み続けるでしょう。

ARMは効率性の向上に長年取り組んできました。2011年には、big.LITTLEテクノロジーを発表しました。これにより、ベンダーはサイズの異なる2つのCPUクラスターを組み合わせることで、低消費電力タスクをより効率的に処理し、高負荷タスクのためのリソースを解放することが可能になりました。ARMのbig.LITTLEテクノロジーは、CPUの消費電力を最大75%削減することを約束しました。

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ARM の DynamIQ マルチコアマイクロアーキテクチャは、異なるタスクに異なるサイズのプロセッサを使用するというアイデアに基づいて構築されており、同じクラスターで大きなプロセッサと小さなプロセッサをサポートすることで柔軟性が向上します。

「big.LITTLEの2つのクラスタシステムでは、異なるパフォーマンスのプロセッサを組み合わせることができましたが、それでも各クラスタは特定のパフォーマンスレベルをターゲットとしていました」とNayampally氏は述べています。「DynamIQクラスタでは、パフォーマンスポイントや消費電力が異なるあらゆる種類のプロセッサをマルチプロセッシングですべて同じクラスタ内で処理できるため、柔軟性が大幅に向上しました。」

DynamIQクラスタは、前世代のARMプロセッサクラスタよりも高速なタスクスイッチングと優れたタスクマッチングを実現するように設計されており、ベンダーはクラスタあたり最大8個のCPUの電力とパフォーマンス特性を個別に定義できます。DynamIQクラスタ内の各プロセッサは異なる周波数で動作するため、発熱を抑えながら、必要な部分でパフォーマンスを最大限に高めることができます。また、DynamIQテクノロジは高度な自動メモリ管理機能も備えており、必要なメモリバンクにのみ電力を供給します。このメモリ管理テクノロジにより、ポータブルデバイスのパフォーマンス向上とバッテリー駆動時間の延長が期待できます。

ARM DynamIQテクノロジーは、MLとAI向けの専用命令も備えており、ARMによると、「今後3～5年で、現在のCortex-A73ベースのシステムと比較してAIパフォーマンスを最大50倍向上させるように最適化できます」とのことです。この命令セットには、CPUとSoC上の専用アクセラレータハードウェア間の応答性を向上させる最適化が含まれています。

自動運転車業界もARM DynamIQテクノロジーに注目するはずです。ARMは、このテクノロジーを最新車両の先進運転支援システム（ADAS）の応答時間向上を目的として設計しました。ARMによると、DynamIQテクノロジーにより、パートナー企業は自動運転車制御用の自動車安全レベルD（ASIL-D）準拠システムを構築できるようになります。ASIL-Dは傷害リスクの最高レベルであり、この規格に準拠するには、故障時でもシステムが動作し続けることが求められます。