Arm物联网事业部业务拓展副总裁马健：Arm如何构筑数智存储？

蓬勃发展的移动、云、边缘和物联网的应用对计算、内存和存储提出了不同的要求。云和企业数据中心通常需要长期存储数据，或处理计算密集的数据库操作、海量数据分析和AI模型训练。这些应用在不断挑战存储性能和容量的极限，也需要最高速的计算与存储接口。
 
近日在中国闪存市场峰会CFMS2023上，Arm物联网事业部业务拓展副总裁马健女士接受包括电子发烧友网在内的媒体采访。她表示，Arm正在赋能所有需要计算的领域，而且增量市场对Arm技术的需求也越来越强劲。
 

Arm物联网事业部业务拓展副总裁马健女士

Arm 是未来计算与存储的基石

 
Arm的处理器IP在智能手机和智能摄像头市场以9成以上的市占率独占鳌头，更有全球主流的6家最大的云服务提供商推出 Arm架构的计算实例。
 
Arm 技术在存储市场应用极其广泛，从硬盘驱动、嵌入式存储到消费、车载和企业级SSD。在2021年基于 Arm 架构的存储设备年出货量已经达到30亿。
 
马健表示，随着数据价值和负载复杂度的增高，存储必须建立在可靠、安全和高效的平台上，也使 Arm 成为不二之选。
 
具体来说，Arm 拥有丰富的经过量产验证、高性能，高可靠、高能效的处理器、系统IP和工具产品组合，广泛覆盖各类存储应用的需求。在机器学习、矢量计算、安全、自定义指令和CXL方面的重点投资，为未来计算和存储的创新夯实基础。Arm 始终坚信客户至上与生态的重要，不断加深与全球最大的生态系统的合作，帮助客户实现快速、简单且具有成本效益的产品开发。
 

存储主控的性能必将逐渐提升

 
随着服务器对数据处理和存储性能要求的提高，市场上有不少存储主控厂商都在采用更高阶的Arm内核进行设计，比如Cortex-A55。
 
对此，马健分析，为了支持更快，更高效的数据访问，云和企业级服务器所采用的存储接口的速度和带宽也不断提升，比如PCIe从现在主流的Gen4将会演进到Gen5、Gen6，通过每一代迭代，传输速率和带宽将加倍，同时也会对存储主控性能提出更高的要求。
 
同时，新兴的计算存储通过近存储数据处理，减少数据搬运，使数据密集型设备变得更实时、更高效、更安全。在计算存储中，存储主控将演进成一个完整的计算系统，在存储设备内部执行重复性数据预处理，或数据密集型任务，从而提高系统整体能效。
 
此外，存储设备自身也越来越多地采用 AI 和 ML 来实现故障预测分析和恢复机制、流量确定、性能优化以及自适应 NAND 管理以提高可靠性的要求。
 
在存储控制器芯片应用领域，Arm提供了丰富的系统 IP，包括互连、mesh网络、中断控制器、MMU 以及物理 IP。同时，Arm持续在CXL等产业联盟，推动存储接口发展，打破内存密度和带宽瓶颈的限制。
 
从Arm的IP产品线来看，常用于SSD控制器前端的Arm Cortex-A、Cortex-R处理器可助力实现性能提升，以满足存储主控在数据处理，传输和负载卸载等需求，作为SSD控制器后端的Arm Cortex-M会满足智能NAND管理的性能所需。其中，Cortex-R82、Cortex-A76、Cortex-A78、Cortex-M55和Cortex-M85均可支持数据中心SSD的创新。
 

ChatGPT催生AI服务器和高性能存储

 
马健认为，ChatGPT是生成式人工智能技术的一种，它的大火代表着大语言模型 (LLM) 技术的突破。生成式AI主要依赖于诸如Transformer、BERT、 GPT系列等AI大模型。这些模型通常包含数十亿至数万亿个参数，需要庞大的数据集进行训练。支持此类大规模AI模型训练将进一步推进异构AI服务器（CPU+GPU/FPGA/NPU）算力的迅速提升，甚至数据中心架构的演进。
 
负责控制和协调所有的计算操作的CPU性能和能效要持续提升，于是Arm服务器成为极佳的选择；AI服务器需要高带宽、高性能内存和高容量服务器DRAM来提高数据处理速度，并需要HDD和SSD去存储大量数据，为存储芯片与内存创新带来发展机遇；计算存储以及基于CXL的内存扩展或内存池方案都有可能被用来助力提升服务器性能和系统整体效率。另外，广泛部署于边缘和终端的Arm CPU和NPU也将助力ChatGPT推理应用的落地。
 

计算存储

 
在此次峰会演讲上，马健提到存算一体或者近存计算方兴未艾，并邀请专注于可计算存储的合作伙伴ScaleFlux分享行业观点。ScaleFlux CEO钟浩表示，过去几年，可计算存储一直都在一个探索阶段，通过 FPGA 来验证应用场景的收益和有效性。现在行业即将迎来基于 ASIC 和 Arm 处理器集成的芯片，作为大幅度加速可计算存储产品的规模化部署。
 
另外，Arm计算与存储行业的伙伴们也正在加深与世界顶尖的云和互联网服务商的联合创新，扫平广泛部署这些新技术的软件瓶颈，使应用负载可以更合理地分配到最适合的计算单元，以提高系统整体的效率和利用率。
 
马健表示，Arm 持续迎合存储行业的大趋势进行创新，Cortex-R82就是为智能存储和计算存储量身定制的，可以更好地支持高密度闪存，PCIe Gen5、Gen6接口，近存计算，并使用ML等新技术使存储更智能。它既保留了经典 Cortex-R确定性、低延时的实时处理能力，也可配置内存管理单元来运行Linux等丰富操作系统。Arm Cortex-R82 在全球范围内已经得到多家存储厂商的认可和采用，得一微电子就是Cortex-R82的早期采用者之一，双方将共同探索 Cortex-R82在数智计算存储领域的创新应用。Arm丰富的软件生态系统可以助力计算存储，使近存计算可以支持的负载种类大大提高。
 
总体来说，Arm拥有全方位，高性能，高可靠，高可信的处理器和系统 IP 技术组合，以及强大的生态系统和开发社区的高度认可。这些也都是Arm赋能合作伙伴不断挑战创新极限、构建最优化的系统，产生差异化价值的力量源泉。