與x86正面剛，Arm Neoverse全新計(jì)算平臺(tái)發(fā)布

Neoverse計(jì)算系列平臺(tái)可以為客戶提供構(gòu)建科技大廈所需要的“磚瓦”，而不再只是某一個(gè)單獨(dú)的IP核或互聯(lián)IP。

利潤豐厚的HPC（高性能計(jì)算）市場(chǎng)已經(jīng)連續(xù)多年增長，該領(lǐng)域一直被少數(shù)玩家所主導(dǎo)。目前至少有三種架構(gòu)的CPU可用于HPC任務(wù)，包括X86、Arm和Power——雖然Power已經(jīng)日薄西山。隨著Arm架構(gòu)處理器進(jìn)入市場(chǎng)，以及AMD Epyc處理器的推出，英特爾絕對(duì)主導(dǎo)處理器市場(chǎng)的局面開始松動(dòng)。亞馬遜等云計(jì)算龍頭已經(jīng)推出基于Arm架構(gòu)的自研服務(wù)器芯片，在其超大型數(shù)據(jù)中心中使用自研Arm架構(gòu)芯片替代X86。

Arm在高性能計(jì)算領(lǐng)域的雄心一直不減。幾周前，Arm剛發(fā)布了下一代CPU指令集架構(gòu)Armv9架構(gòu)，近日又公開了ArmNeoverse V1 和 N2 平臺(tái)的產(chǎn)品細(xì)節(jié)。Arm承諾，與前代相比，N2，V1可為高性能計(jì)算與機(jī)器學(xué)習(xí)提供50%的性能提升。

新平臺(tái)完善Arm生態(tài)

目前Arm已成為全球最重要的半導(dǎo)體科技公司之一，一方面是因?yàn)樗凸牡募夹g(shù)路線在移動(dòng)互聯(lián)時(shí)代的需求高度契合，另一方面源于其所主導(dǎo)的龐大生態(tài)圈。前不久，以400億美元收購Arm的NVIDIA連發(fā)三款基于Arm IP打造的處理器，表達(dá)了對(duì)Arm生態(tài)的肯定。此次推出計(jì)算產(chǎn)品平臺(tái)是Arm對(duì)于自建生態(tài)圈的進(jìn)一步完善。Arm為Neoverse產(chǎn)品構(gòu)建平臺(tái)，使客戶可以通過平臺(tái)承載系統(tǒng)，根據(jù)自身需求添加功能，獲得可定制的完整解決方案。以下為Arm公開的平臺(tái)產(chǎn)品細(xì)節(jié)：

Neoverse V1：帶動(dòng)高性能計(jì)算

圖：Arm Neoverse V1

Arm Neoverse V1 平臺(tái)是Arm強(qiáng)調(diào)性能優(yōu)先的新型計(jì)算系列的第一個(gè)平臺(tái)，也是Arm設(shè)計(jì)的首款支持可伸縮矢量擴(kuò)展（SVE）的內(nèi)核。Arm表示，V1可為高性能計(jì)算與機(jī)器學(xué)習(xí)提供 50% 的性能提升、1.8倍的矢量工作負(fù)載優(yōu)化、以及4倍的機(jī)器學(xué)習(xí)工作負(fù)載優(yōu)化。Neoverse V1 是Arm迄今為止設(shè)計(jì)過的最寬微架構(gòu)，容納更多運(yùn)行中的指令，支持高性能和百萬兆級(jí)計(jì)算等市場(chǎng)應(yīng)用。Neoverse V1寬而深的架構(gòu)，加上SVE功能將使其在單核性能和通過SVE延長代碼存活期等方面占據(jù)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，并為芯片設(shè)計(jì)人員提供可實(shí)現(xiàn)的靈活性。

Neoverse N2：引領(lǐng)從云到邊緣應(yīng)用的性能

圖：Arm Neoverse N2

Arm Neoverse N2 平臺(tái)是第一個(gè)基于Armv9架構(gòu)的平臺(tái)，也是Arm的下一代通用計(jì)算平臺(tái)，旨在跨越從超大規(guī)模云到智能網(wǎng)卡和運(yùn)行邊緣工作負(fù)載的用例。Arm表示，N2可為多樣工作負(fù)載提供40%的性能提升。相比于N1，Neoverse N2在保持相同水平的功率和面積效率的基礎(chǔ)上，單線程性能提升了40%。例如，在云端上提升 1.3 倍的NGINX，在 5G 和邊緣應(yīng)用上提升 1.2 倍的DPDK 數(shù)據(jù)包處理。Neoverse N2是第一個(gè)具備SVE2功能的平臺(tái)，在諸如機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)字信號(hào)處理、多媒體和5G等廣泛應(yīng)用場(chǎng)景中，SVE2除了可帶來大幅性能提升外，還可保證達(dá)到SVE具備的編程簡(jiǎn)易性及可移植性等優(yōu)勢(shì)。

圖：Neoverse V1和N2平臺(tái)對(duì)Arm的意義

對(duì)于媒體普遍關(guān)心的與最新X86處理器（如第三代AMD EPYC處理器）對(duì)比的問題，Arm表示，Neoverse在高可用性、可擴(kuò)展性方面有優(yōu)勢(shì)。Neoverse能夠提供同等或者更高的單線程性能，因此Neoverse將擁有非常明確的定義和高可用性；此外，Neoverse在實(shí)現(xiàn)更多CPU內(nèi)核數(shù)量支持和更低的能耗的同時(shí)，可以橫跨從高吞吐量計(jì)算到功率與尺寸受限的邊緣和5G應(yīng)用場(chǎng)景，提供很好的可擴(kuò)展性。Neoverse計(jì)算系列平臺(tái)可以為客戶提供構(gòu)建科技大廈所需要的“磚瓦”，而不再只是某一個(gè)單獨(dú)的IP核或互聯(lián)IP。

Arm能取得多少份額？

1991年成立于英國劍橋的Arm早期也自主設(shè)計(jì)和生產(chǎn)芯片，后期放棄自研芯片，轉(zhuǎn)而將芯片設(shè)計(jì)方案以授權(quán)的方式轉(zhuǎn)讓給其他公司。開放授權(quán)的模式使Arm在技術(shù)方面獲得不斷的提升，在生態(tài)方面得以自建與完善。目前ARM占據(jù)了以移動(dòng)設(shè)備處理器IP的絕大部分市場(chǎng)；高通、德州儀器、瑞薩、NXP 等主流汽車電子芯片廠商也均有基于ARM 架構(gòu)的車載產(chǎn)品。

圖：投資完整的基礎(chǔ)架構(gòu)平臺(tái)

在2020年，基于Arm架構(gòu)的超級(jí)計(jì)算機(jī) “富岳（Fugaku）”連續(xù)第二次登上超算Top500 榜首，Arm技術(shù)通過能源效率、性能和可擴(kuò)展性實(shí)現(xiàn)了最佳組合，從而滿足人們對(duì)高性能計(jì)算發(fā)展的要求，由此可以看出Arm在高性能計(jì)算領(lǐng)域的潛力。高性能計(jì)算與數(shù)據(jù)中心是Arm高度關(guān)注的市場(chǎng)。

在Neoverse V1和N2平臺(tái)產(chǎn)品的媒體會(huì)上，Arm展出了Neoverse在去年9月更新的產(chǎn)品路線圖，強(qiáng)調(diào)其產(chǎn)品在客戶中贏得了不少機(jī)會(huì)。通過解讀路線圖，確實(shí)可以發(fā)現(xiàn)Neoverse在Arm生態(tài)系統(tǒng)中受到了廣泛的關(guān)注與采用：在基礎(chǔ)設(shè)施市場(chǎng)， Marvell表示了在其即將推出的OCTEON網(wǎng)絡(luò)解決方案中使用Neoverse V2架構(gòu)，并肯定產(chǎn)品對(duì)性能帶來的提升；另外，印度電子信息技術(shù)部（MeitY）也表示將采用Neoverse V1驅(qū)動(dòng)國家級(jí)百萬兆級(jí)高性能計(jì)算項(xiàng)目。在“云”服務(wù)領(lǐng)域，甲骨文有在Oracle云基礎(chǔ)設(shè)施上采用AmpereAltra CPU的計(jì)劃，阿里巴巴云和騰訊也都在為其云服務(wù)投資基于Arm的硬件。

圖：用于邊緣和物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的Cassini項(xiàng)目

圖：Arm Neoverse即將推出Oracle云

除了在高性能計(jì)算領(lǐng)域表現(xiàn)優(yōu)秀，Arm在“云”業(yè)務(wù)領(lǐng)域咄咄逼人，讓x86對(duì)手不可小覷。在回答關(guān)于“云原生”部署的問題，Arm透露，他們正和TARS基金會(huì)展開密切合作，TARS基金會(huì)是一個(gè)由騰訊帶領(lǐng)倡議的開源云原生Linux社區(qū)，專注于構(gòu)建微服務(wù)云原生開源生態(tài)。云原生是用于指導(dǎo)如何在云上構(gòu)建和運(yùn)行應(yīng)用的方法論，是讓開發(fā)者和企業(yè)能夠用最先進(jìn)、最開放的技術(shù)構(gòu)建IT的體系和架構(gòu)。物聯(lián)網(wǎng)、人工智能的發(fā)展使全球數(shù)據(jù)呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)暴漲，云計(jì)算成為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的新助力；在容器、微服務(wù)等技術(shù)逐步成熟的條件下，云計(jì)算再升級(jí)，走到了云原生時(shí)代。

隨著原本在端邊占據(jù)IP市場(chǎng)主要地位的Arm有進(jìn)入“云”服務(wù)市場(chǎng)的先發(fā)優(yōu)勢(shì)。近年“云原生”概念的提出，使Arm架構(gòu)處理器在HPC領(lǐng)域加速落地獲得更大的機(jī)會(huì)。Arm表示正在響應(yīng)市場(chǎng)對(duì)云原生的呼喚，加大投入以推進(jìn)云原生技術(shù)落地實(shí)踐，幫助更多企業(yè)解決“上云上平臺(tái)”難題。