Arm 汽車解決方案正逐漸成為業界標準
Arm 近期頻繁見諸新聞，尤其是自 2023 年 9 月該公司完成那場轟動一時的首次公開募股（IPO）以來。其成功的關鍵在於，Arm 技術已廣泛滲透至幾乎所有使用電子產品的產業。汽車市場便是絕佳例證：幾乎所有業界領先的半導體供應商，都在其產品線中採用 Arm 的汽車運算元件，且多數企業正將其硬體的開發藍圖轉向全面採用 Arm 架構。
Arm 使汽車半導體供應商能夠提供關鍵功能，例如兼具高效能與節能的表現、安全性、對安全關鍵型及混合關鍵性系統的支援，以及基於開放標準的生態系統（包括SOAFEE 等計畫）。每天都有越來越多的車輛——涵蓋各種型態與尺寸的轎車和卡車——搭載 Arm 技術下線，而 Arm 技術正逐漸普及於汽車的每個子系統之中。
Sonatus 基於 Arm 車用晶片，目前已投入量產
Sonatus 目前投入量產的軟體，皆運行於多家供應商所提供的各類基於 Arm 的車用晶片上；而即將推出的新量產部署同樣基於 Arm 架構。我們與 NXP、Marvell、Realtek、Broadcom、Renesas、Micron、ST Micro 等基於 Arm 的硬體供應商保持著緊密的合作關係。
我非常自豪能在 Arm 工作超過 14 年，並對 Arm 在汽車市場所取得的成就深表敬意。在這篇部落格文章中，我將闡述 Arm 在汽車領域的眾多優勢，這些優勢能與Sonatus 完美互補，從而加速汽車產品的開發進程。
在汽車領域，低功耗至關重要
當人們想到汽車時，可能會將其視為一種體積龐大、具備大量儲能與發電能力、且能源充沛的裝置。乍看之下，汽車產業似乎沒有必要採用以能源效率著稱的 Arm 架構。事實上，能源效率在汽車領域確實至關重要，其中有兩個原因。
首先，就電動車而言，能源效率直接影響續航里程，因為不像燃油車那樣，燃燒汽油會產生持續的能源副產品。提升車輛續航里程對於電動車的持續普及至關重要。其次，汽車系統通常體積緊湊，並以密封單元形式供應，以確保防潮防雨。基於上述兩點原因，能源效率能實現更簡便的熱冷卻解決方案，從而減輕這些單元的重量並縮小其體積。
汽車性能的需求正不斷增長
矛盾的是，儘管需要低功耗，汽車軟體卻對運算效能的要求越來越高。這正是 Arm 真正展現其魔力之處，因為 Arm 並非透過降低效能來實現低功耗，而是同時提供高效能與高能效。
來自資料中心的經實證效能
Arm 已在資料中心中證實了這項效率優勢：具備伺服器級效能的 Arm 架構晶片，其能源效率比同等級的 Intel 架構解決方案高出 40% 以上。目前，AWS 和 Ampere 等廠商基於 Arm 架構的伺服器級硬體已投入量產，且在市場上的採用率正持續增長，並已部署於眾多伺服器及雲端服務供應商之中。
Arm 對汽車市場的優勢
這些優勢同樣延伸至軟體定義車輛的實現領域，基於 Arm 的晶片不僅能提供驚人的頂級效能，使高階領域控制器與中央運算能力得以高效運作。無論是對進階駕駛輔助系統（ADAS）需求日益增加的私人車輛，還是具備自動駕駛能力的現行或未來邊緣型機器計程車，在汽車領域中，那種將一整排高功耗伺服器塞滿後車廂的「蠻力」做法，終究無法達成目標。 正因如此，Arm 正被廣泛採用於下一代高性能車載應用中，並將加速未來車輛創新的發展。
從高效能到深度嵌入式，提供多元化的解決方案
Arm 架構最強大的特點之一，就隱藏在其名稱之中：A-R-M。Arm Cortex 處理器系列包含三個主要子系列，它們共享相同的處理器架構與相容的指令集，能滿足廣泛的功能與需求。半導體產業的各領域領導者皆從這些核心中進行選擇，以解決其多樣化的汽車應用場景。
用於應用程式處理的 Cortex-A 核心
Cortex-A 系列中用於應用程式處理的「A」核心最受矚目，因為這些核心負責執行手機、資料中心或車載高效能運算中的應用程式工作負載。Cortex-A 核心已廣泛應用於汽車車載資訊娛樂系統或導航系統中，但其應用範圍正日益擴大，用以提供自動駕駛及先進駕駛輔助系統（ADAS）所需的高效能運算能力。
用於即時處理的 Cortex-R 核心
或許較少人知曉，但對於汽車以及硬碟和安全關鍵系統等其他即時應用而言至關重要的是，Cortex-R 系列中專注於即時處理的「R」核心。 這些核心正被越來越廣泛地應用於車載功能安全特性之中。汽車領域中一些最具創新性的基於 Arm 的矽晶片解決方案（例如恩智浦（NXP）的產品）將 Cortex-R 核心與 Cortex-A 核心整合於同一晶片上，使安全系統與應用處理場景得以並行運作。
適用於嵌入式系統與微控制器的 Cortex-M 核心
最後，無論是在複雜晶片內部，還是獨立運作的低功耗感測器中，都有無數的微控制器應用，而「Cortex-M」系列微控制器處理器的「M」核心能完美滿足這些需求。擁有如此多元且具備相容性的產品陣容，對於提升開發者的專業能力與工作效率至關重要，同時也能提供一系列適合解決不同需求問題的處理器。
因應汽車產業的需求：Arm AE 核心
其最新一代 Arm AE 核心專為滿足車輛所需的容錯需求而設計，可靈活選擇以鎖步模式運行核心，例如用於任務關鍵型應用。這些針對特定市場設計的特殊變體，帶來了能為 Arm 車用應用提供額外專業功能的新技術。
豐富的生態系統與標準
Arm 能長盛不衰，亦源於其長期致力於打造多元的生態系統，並滿足軟體開發者的需求。從 EDA 供應商、軟體開發工具、除錯、資安到其他解決方案，眾多互補性企業的協力，使在 Arm 平台上進行開發的過程更加順暢。此外，Arm 不僅制定並遵循關鍵技術標準，更促進了晶片內各類周邊裝置的系統互通性，無論是深度嵌入式應用，還是用於尖端運算的高頻寬介面皆然。
SOAFEE：適用於嵌入式邊緣的可擴展開放式架構
在合作方面，Arm 同樣處於領先地位，包括參與 SOAFEE（可擴展嵌入式邊緣開放架構）等計畫。SOAFEE 旨在將現代雲原生開發實務引入汽車領域，包括擴展容器及其他中介軟體等技術標準，使其能與汽車應用中存在的混合關鍵性相容。Sonatus 是 SOAFEE 的成員，特別致力於支持將現代雲原生開發實務應用於軟體定義車輛的目標。 來自 AWS 等供應商的雲端解決方案正展現出，雲端虛擬原型如何能讓企業在雲端開發軟體，並將其部署至汽車中。若我們希望實現車載軟體的規模化、加速開發週期並提升安全性，虛擬平台對於提供業界所需的經驗證配置至關重要。
我們的產品，例如Sonatus Foundation，與 SOAFEE 相容，並基於該組織所倡導的相同類型的產業標準。Sonatus 亦採用虛擬平台進行內部測試，而像Sonatus Foundation 這樣的產品，則有助於將新軟體部署至汽車領域。
Arm 與Sonatus 於The Garage
如果您想進一步了解 Arm 在汽車領域的動態，我最近在Sonatus 製作的《The Garage 》播客節目中，與我來自 Arm 的好友羅伯特·戴（Robert Day）進行了對談，他是 Arm 北美汽車市場推廣總監。您可以在我們的YouTube 資源庫、Spotify或Apple Podcasts 上找到這集播客。請在此訂閱Sonatus的YouTube 頻道，以便獲取未來集數的通知。
