ARMv9

ย้อนกลับไปเมื่อปี พ.ศ. 2555 บริษัทแอปเปิล ได้ทำการผลิตโทรศัพท์มือถือที่มีหน่วยประมวลผล 64 บิต เป็นตัวแรก นั้นก็คือ iPhone 5S ถือเป็นอีกจุดที่ทำให้แอปเปิลตอกย้ำความเป็นผู้นำด้านเทคโนโลยี โดยมีเบื้องหลังความสำเร็จคือ บริษัทอาร์ม (Arm) ที่ออกแบบสถาปัตยกรรมของหน่วยประมวลผลที่ชื่อว่า ARMv8 เอาไว้ในปี พ.ศ. 2554 ตั้งแต่ช่วงดังกล่าวเป็นต้นมา เราก็ต่างได้ประจักษ์ในศักยภาพของ ARMv8 ที่ได้เปลี่ยนชีวิตของพวกเราหลายคนไปพอประมาณ และเมื่อเดือนมีนาคมที่ผ่านมาบริษัทอาร์มประกาศความสำเร็จของการออกแบบสถาปัตยกรรมของหน่วยประมวลผลรุ่นถัดมาคือ ARMv9 ซึ่งมีสองส่วนสำคัญที่เราอยากอัปเดตให้คุณฟัง

ความเป็น 64 บิต ของสถาปัตยกรรม ARMv8 ช่วยขยายขีดความสามารถของเครื่องสมองกลหลายระดับ แต่ที่เราคงรู้สึกใกล้ตัวเป็นอย่างมากก็คือ มือถือ และแท็บเล็ต ที่สามารถใช้หน่วยความจำขนาดใหญ่ขึ้น รวมถึงสามารถทำงานกับไฟล์ขนาดใหญ่ขึ้น และเร็วขึ้นได้ ทำให้พื้นที่ทับซ้อนของมือถือ แท็บเล็ต และคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลมีมากขึ้นอย่างมาก ARMv9 ก็เช่นกัน สถาปัตยกรรมนี้มีรายละเอียดซับซ้อนอยู่หลายเรื่อง แต่มีอยู่ 2 เรื่องที่น่าสนใจและอาจจะกระทบชีวิตพวกเราทุกคนไม่มากก็น้อย คือ ARMv9 ได้เพิ่มระบบรักษาความปลอดภัยของข้อมูลที่เรียกว่า Confidential Compute Architecture (CCA) โดยเทคโนโลยีส่วนนี้จะคอยช่วยกันไม่ให้ข้อมูลบางส่วนที่เราต้องการรักษาถูกเข้าถึงหรือเปลี่ยนแปลงได้แม้จากโปรแกรมที่ได้รับการอนุญาตพิเศษ โดยความปลอดภัยที่เพิ่มมาส่วนนี้เป็นความปลอดภัยในระดับฮาร์ดแวร์ที่ทำให้เรามั่นใจได้มากขึ้น เรื่องที่ 2 คือย้อนกลับไปเมื่อสมัยสถาปัตยกรรม ARMv8 ทางบริษัทฟูจิตสึ (Fujitsu) ได้ให้ความสนใจที่จะใช้สถาปัตยกรรมในการสร้าง ซุปเปอร์คอมพิวเตอร์ แต่ติดอยู่ที่ว่าข้อมูลที่หน่วยประมวลผลได้ในแต่ละรอบคำนวณสำหรับเวกเตอร์หนึ่งตัวมีความยาวได้ไม่เกิน 128 บิต เท่านั้น (อุปมาว่าถ้าเราถามคำถามยากและยาวเกินหน่วยประมาลผลจะไม่สามารถประมวลผลได้) ทำให้ทางบริษัทฟูจิตสึ และบริษัทอาร์มร่วมกันพัฒนาส่วนขยายที่ทำให้หน่วยประมวลผลสามารถรับคำสั่งที่ยาวได้ตั้งแต่ 128 บิต ไปจนถึง 2048 บิต (อุปมาเป็นว่าตอนนี้เราสามารถตอบคำถามที่ยาวและยากมาก ๆ ได้) แต่ส่วนต่อขยายที่รู้จักกันในชื่อ SVE นี้คงถูกใช้เฉพาะเครื่องคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ไม่ใช่ในมือถืออย่างพวกเรา แต่ใน ARMv9 ได้มีการบรรจุ SVE2 ส่วนต่อขยายดังกล่าวเวอร์ชั่น 2 ที่ถูกปรับปรุงเพิ่มเติมลงไปในส่วนสถาปัตยกรรมหลักซึ่งจะเพิ่มศักยภาพในการคำนวณให้กับหน่วยประมวลผลอยู่ไม่น้อยและอาจส่งผลต่อพื้นที่ทับซ้อนของโทรศัพท์มือถือ แท็บเล็ต และคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลที่จะมีมากขึ้น และผลโดยตรงกับเหล่านักพัฒนาโปรแกรมก็คงเป็นการเขียนโปรแกรมที่ง่ายขึ้นเพราะไม่ต้องคอยพิจารณาความยาวของข้อมูลที่ส่งให้หน่วยประมวลผล ว่าแต่เมื่อครั้งที่ ARMv8 เปิดตัวก็ใช้เวลากว่าปีถึงจะมีหน่วยประมวลผลตัวแรกออกมาให้เห็น คราวนี้เราต้องรอสักเท่าไรกัน บางคนอาจจะคิดถึง M2 หรือ SQ3 หรือ Snapdragon 89X แล้วก็เป็นได้

 

 

ที่มารูปภาพ :
 [1] Arm launches v9 architecture – Arm

แหล่งข้อมูลอ้างอิง :

[1] Arm launches v9 architecture – Arm

[2] ARMv9: What is the Big Deal?. What is a Scalable Vector Extension… | by Erik Engheim | Apr, 2021 | Level Up Coding (gitconnected.com)

[3] Arm Instruction Emulator | Introduction to SVE2 – Arm Developer

[4] AArch64 - Wikipedia

[5] Fujitsu A64FX - Wikipedia

เรียบเรียง: ฐิติ สิริธนากร
ตรวจทาน: ธานี หลินลาโพธิ์
กองวิชาการเทคโนโลยีและนวัตกรรม สำนักวิชาการพิพิธภัณฑ์วิทยาศาสตร์ องค์การพิพิธภัณฑ์วิทยาศาสตร์แห่งชาติ