ARM überall: Neue ARMv9-Architektur soll Milliarden Geräte antreiben

Die Chipschmiede ARM hat eine vollkommen neue Architektur für die mobilen Chips der nächsten Jahre vorgestellt. ARMv9 soll nicht nur deutlich mehr Rechenleistung mit sich bringen, sondern auch KI-Daten schneller verarbeiten und mehr Sicherheit bieten. Aktuelle ARM-CPUs für Smartphones, Tablets und PCs basieren meist auf der ARMv8-Architektur, die vor fast einer Dekade ihre Premiere feierte. Mit ARMv9 will das Unternehmen nun die Grundlagen für noch mehr Leistung, Sicherheit und Komfort schaffen. Letztlich sollen in den kommenden Jahren mehr als 300 Milliarden Chips auf Basis der neuen Architektur Einzug halten. ARMv9 soll künftig bis zu 30 Prozent mehr Leistung bringen Was konkrete Verbesserungen in Sachen CPU-Performance angeht, hält sich ARM derzeit noch sehr bedeckt. Das Unternehmen, welches sich derzeit im Prozess einer Übernahme durch Nvidia befindet, kündigte im Grunde nur an, dass die neuen Chips bis zu 30 Prozent mehr Leistung bieten sollen als ihre Vorgänger.

CPUs sollen mehr verschiedene Datenarten verarbeiten können

Möglich wird dies unter anderem durch die sogenannten Scalable Vector Extensions 2 (SVE2), die Daten besser parallel verarbeiten, neue Algorithmen unterstützen und eine flexiblere Gestaltung der zur Verarbeitung an die CPU gelieferten Datensätze ermöglichen. Unter anderem sollen die SVE2 auch häufig verwendete Algorithmen aus den Bereichen Computer Vision, Multimedia, LTE Baseband Processing und Web Servicing schneller verarbeiten können. ARMv9 soll auf breiter Front Verbesserungen bringen Weil die neue ARMv9-Architektur deutlich flexibler wird und mehr unterschiedliche Algorithmen verarbeiten kann, wird die Abhängigkeit von Zusatzprozessoren für die Verarbeitung von KI-Daten oder Bilddaten reduziert. Ein Hauptaugenmerk legen die Entwickler bei ARMv9 aber auch auf das Thema Sicherheit.

Memory-Tagging künftig in Hardware

Nachdem zuletzt immer wieder neue, schwere Schwachstellen tief in der Hardware moderner CPUs auftauchten, will man Speicher-Lecks und -Überläufen unter anderem mit der sogenannten Memory Tagging Extension (MTE) und der Realm Management Extension vorbeugen, die zusammen Teil einer sogenannten ARM Confidential Computing Architecture (CCA) sind. Realms sorgen für maximale Sicherheit - in der Hardware MTE prüft im Grunde während des Ladens und Speicherns von Informationen aus dem Speicher immer wieder, dass der Zugriff nur durch berechtigte Prozesse erfolgt. Sollte dabei also der "Schlüssel" nicht zum "Schloss" passen, wird der Zugriff verhindert und Entwickler können leichter potenzielle Schwachstellen in ihrer Software finden. Entsprechende Funktionen wurden bereits mit Android 11 in Software eingeführt, doch mit ARMv9 wird dieses Sicherheitskonzept jetzt auf Hardware-Basis von der CPU übernommen, was einerseits für weniger Auslastung sorgt, andererseits aber auch weniger Angriffsfläche für Exploits bietet.

Die Realm Management Extension und CCA streuen den Sicherheitsansatz noch breiter. Durch die Verarbeitung von Daten einzelner Apps in unterschiedlichen Realms, werden diese sicher voneinander getrennt, ähnlich wie es bei Linux Containern der Fall ist - nur eben auf Hardware-Ebene. Da diese Änderung aber sehr tiefgreifend ist, müssen Betriebssysteme wie Googles Android ihrerseits entsprechend an das neue Konzept angepasst werden. Realms wird deshalb in der ersten Generation der ARMv9-Chips noch nicht unterstützt.

Die ersten ARMv9-Prozessoren werden wohl in den kommenden Jahren nach und nach auf den Markt kommen. Erste Chips sind noch in diesem Jahr in Smartphones als Teil der ARM Cortex-A-Reihe von CPU-Cores zu erwarten. Erste Geräte auf dieser Basis dürften ab 2022 Einzug halten, bevor dann später auch Server-Chips auf ARMv9-Basis erhältlich sein werden.

Apple, Qualcomm, Samsung, Nvidia und MediaTek dürften allesamt bereits an ARMv9-kompatiblen Chips arbeiten. Samsung kündigte heute bereits entsprechende Prozessoren der Exynos-Serie an und es gibt schon länger Gerüchte, dass Apples A15 Bionic ebenfalls die neue Architektur nutzen wird. Smartphones, Logo, Chip, SoC, Arm, Prozessoren, Tablets, Chips, Mobile, icon, System On Chip, Cpus ARM