Armv9: 보안과 AI 성능을 한 단계 끌어올리다

Arm이 10년 만의 새로운 아키텍처인 Armv9을 공개했다. 기밀 컴퓨팅 아키텍처(CCA)로 보안을 강화하고, 확장 가능한 벡터 확장(SVE) 업그레이드로 AI 워크로드를 가속화하도록 설계되었다.

Armv9-A는 Armv8-A를 기반으로 향후 수년간 배포될 일련의 향상 사항을 제공한다. 로드맵은 마이크로소프트와 협력하여 개발된 CCA를 도입한다. 이는 하드웨어 기반 보안 영역(Realm) 내에서 코드와 데이터를 격리하여, 심지어 권한 있는 소프트웨어로부터도 보호한다.

CCA의 Realm은 애플리케이션을 위한 별도의 보호된 영역을 제공하여, 사용 중, 저장 중, 전송 중인 상업적으로 민감한 정보를 보호한다. 최근 펄스 설문조사에 따르면 기업 리더의 90% 이상이 기밀 컴퓨팅이 보안 비용을 낮추고 더 큰 엔지니어링 투자를 가능하게 할 것으로 믿는다.

마이크로소프트의 헨리 샌더스는 "에지-투-클라우드 사용 사례의 복잡성은 원사이즈-핏츠-올 접근법 이상을 요구합니다."라고 설명했다. 샌더스는 Azure Edge 및 플랫폼 기업 부사장 겸 CTO로, "이종 컴퓨팅이 보편화되고 있어 하드웨어와 소프트웨어 간의 더 깊은 시너지가 필요합니다. Armv9의 기밀 컴퓨팅 기능은 마이크로소프트와의 긴밀한 협력으로 탄생했으며, 수십억 디바이스를 구동하는 아키텍처에서 이 생태계를 가속화하고 개방형 혁신을 촉진합니다."라고 덧붙였다.

CCA는 Arm TrustZone의 시스템 전체 격리를 확장하여, 데이터가 전송 중, 저장 중, 처리 중에도 암호화된 상태를 유지하도록 보장한다. 심지어 물리적 코어를 공유하는 가상화된 CPU에서도 마찬가지다.

Arm은 또한 1세대 Armv9-A 프로세서에 메모리 태깅 확장(MTE)을 도입한다. MTE는 데이터를 태깅하고 포인터를 통한 잠금-키 접근을 강제하여 메모리 손상 공격을 방어한다. 이는 많은 고위 프로파일 침해가 메모리 익스플로잇에서 기인한다는 점에서 중요한 안전장치다.

SVE2 - 후지츠와의 파트너십으로 구동

AI 수요가 급증하고 있다. Statista는 2020년대 중반까지 80억 개 이상의 AI 지원 음성 디바이스가, 온디바이스 앱의 90% 이상이 AI 기능을 포함할 것으로 추정한다. 이를 충족하기 위해 Arm은 세계에서 가장 빠른 슈퍼컴퓨터 후가쿠의 기반이 된 확장 가능한 벡터 확장(SVE)을 진화시키기 위해 후지츠와 협력했다.

Armv9의 SVE2는 설계자가 128비트 단위로 최대 2048비트까지 벡터 길이를 선택할 수 있게 하여 병렬 연산을 극적으로 향상시킨다. 이 유연성은 고성능 컴퓨팅, 디지털 신호 처리, 유전체학부터 컴퓨터 비전에 이르는 새로운 XR 워크로드를 지원한다.

SVE2는 5G, VR/AR, 온칩 머신러닝을 강화하며, Arm은 향후 몇 년간 CPU, Mali GPU, Ethos NPU에서 AI 중심 행렬 곱셈 개선을 추가로 계획하고 있다.

Arm CEO 사이먼 시거스는 "Armv9이 성숙함에 따라 v9-M 프로파일이 새로운 애플리케이션 도메인을 열 것입니다. 우리는 개발자들에게 하드웨어 출시와 소프트웨어 준비 사이의 지연을 없애는 고급 도구와 모델 기반 플랫폼을 제공하고 있습니다."라고 언급했다.

Arm은 SVE2를 지원하는 가상 프로토타입을 출시하고 GCC와 LLVM에 통합 컴파일러 지원을 추가했다. C++ 인트린직과 자동 벡터화 도구로 워크로드를 가상 v9 타겟으로 신속히 포팅할 수 있다.

Arm 수석 부사장 겸 수석 아키텍트 리처드 그리센스웨이트는 "안전하고 특수화된 처리에 대한 필요가 AI 수요를 견인합니다. Armv9은 하드웨어와 소프트웨어를 연결하여, 신속한 시장 출시와 비용 제어, 맞춤형 솔루션을 균형 있게 하는 신뢰할 수 있는 컴퓨팅 플랫폼을 가능하게 합니다."라고 말했다.

파트너 인용들은 Armv9의 영향을 강조한다: Cadence는 성능과 보안 이득을 강조; Google은 MTE가 커넥티드 디바이스 전반의 메모리 취약점 완화에 필수적이라고 봄; 삼성은 차세대 Exynos 프로세서를 위한 보안과 ML 개선을 강조; Synopsys는 3D IC, ML, 스마트 프로세스 모니터링의 새로운 가능성을 지적; VMware는 Arm 기반 SmartNIC의 Project Monterey로 하이브리드 클라우드에서 보안과 성능 향상을 언급.

Armv9은 클라우드, 에지, 모바일 생태계 전반에서 안전하고 AI 주도 혁신을 위한 업계의 위치를 정립한다.