解密Arm Neoverse V1 和 Neoverse N2 平臺(tái) 為下一代基礎(chǔ)設(shè)施帶來(lái)計(jì)算變革

內(nèi)容重點(diǎn)：

● Arm Neoverse V1 平臺(tái)是 Arm 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，可為高性能計(jì)算與機(jī)器學(xué)習(xí)提供 50% 的性能提升

● Arm Neoverse N2 平臺(tái)是第一個(gè)基于 Armv9 架構(gòu)的平臺(tái)，可為多樣工作負(fù)載提供 40% 的性能提升

● Arm Neoverse CMN-700 是業(yè)界最先進(jìn)的 mesh 互連技術(shù)，能充分發(fā)揮 Neoverse V1 和 N2 平臺(tái)的性能與每瓦性能優(yōu)勢(shì)

在去年 9 月更新的產(chǎn)品路線(xiàn)圖基礎(chǔ)上，Arm 近日公開(kāi)了Arm® Neoverse? V1 和 N2 平臺(tái)的產(chǎn)品細(xì)節(jié)。為滿(mǎn)足基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用的各種需求，這兩個(gè)平臺(tái)的設(shè)計(jì)旨在解決當(dāng)前正在運(yùn)行的各種工作負(fù)載和應(yīng)用問(wèn)題，并分別帶來(lái) 50%1和 40%1的性能提升。此外，Arm也同時(shí)發(fā)布了CMN-700，作為構(gòu)建基于Neoverse V1和 N2 平臺(tái)高性能SoC的關(guān)鍵部件。

Arm基礎(chǔ)設(shè)施事業(yè)部高級(jí)副總裁兼總經(jīng)理Chris Bergey表示：“展望下一個(gè)計(jì)算時(shí)代，我們想要改變行業(yè)對(duì)部署基礎(chǔ)設(shè)施的思維。每一個(gè)創(chuàng)新者都不應(yīng)該被要求在性能與能耗之間進(jìn)行抉擇， Neoverse 平臺(tái)提供了兩者兼得的最佳解決方案，促使從云到邊緣的廣泛應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)?！?

Neoverse V1：帶動(dòng)高性能計(jì)算的變革

與N1相比，Neoverse V1帶來(lái)了 50%1 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，同時(shí)，Neoverse V1也是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)。Neoverse V1使芯片合作伙伴能靈活地為高度依賴(lài)CPU性能和帶寬的應(yīng)用構(gòu)建計(jì)算能力，并為其提供 SoC 設(shè)計(jì)的靈活性。

秉持性能至上的思維，Neoverse V1 的設(shè)計(jì)理念創(chuàng)造了Arm迄今為止設(shè)計(jì)過(guò)的最寬微架構(gòu)，以便容納更多運(yùn)行中的指令，支持高性能和百萬(wàn)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(guò)SVE延長(zhǎng)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。在法國(guó)芯片公司 SiPearl 和韓國(guó)電子通信研究所（ ETRI ）的高性能計(jì)算 SoC 中都能看到這些設(shè)計(jì)要件的優(yōu)勢(shì)。

Neoverse N2：引領(lǐng)從云到邊緣應(yīng)用的性能

Arm在幾周前發(fā)布了Armv9架構(gòu)，以滿(mǎn)足全球?qū)o(wú)所不在的專(zhuān)用處理能力的需求。Neoverse N2平臺(tái)是第一個(gè)基于A(yíng)rmv9架構(gòu)的平臺(tái)，在安全性、能耗以及性能方面都有全面的提升，正在為基礎(chǔ)設(shè)施核心鋪平道路。

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(xiàn)程性能提升了40%1。Neoverse N2 具備良好的可擴(kuò)展性，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，并在這些應(yīng)用中帶來(lái)優(yōu)于N1的表現(xiàn)，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平臺(tái)提供了優(yōu)異的單線(xiàn)程性能和業(yè)界領(lǐng)先且能為用戶(hù)減少TCO的每瓦性能表現(xiàn)。Neoverse N2是第一個(gè)具備SVE2功能的平臺(tái)，該功能可為云到邊緣的性能效率帶來(lái)巨大的提升。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除了帶來(lái)大幅性能提升外，還帶來(lái) 了SVE 具備的編程簡(jiǎn)易性及可移植性等優(yōu)勢(shì)。

打造異構(gòu)SoC

基于CMN-600的成功基礎(chǔ)，CMN-700在每個(gè)矢量上進(jìn)一步提升了性能——從內(nèi)核的數(shù)量、緩存的大小，到附加內(nèi)存及 IO 設(shè)備的數(shù)量和類(lèi)型。

CMN-700 賦能了多芯片、內(nèi)存擴(kuò)展和加速器的下一代應(yīng)用場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)。通過(guò)Arm對(duì)CCIX和CXL持續(xù)不斷的投入，更多的定制選項(xiàng)應(yīng)運(yùn)而生，進(jìn)而使合作伙伴的解決方案具備總線(xiàn)和高核數(shù)的可擴(kuò)展性特色。這將為突破傳統(tǒng)的硅限制提供新的機(jī)遇，并為緊密耦合的異構(gòu)計(jì)算提供更大的靈活性。

關(guān)于CMN-700的特色與功能，可點(diǎn)擊Neoverse V1博客和Neoverse N2博客。

Arm基礎(chǔ)設(shè)施生態(tài)系統(tǒng)：持續(xù)增長(zhǎng)、勢(shì)頭強(qiáng)勁

Neoverse產(chǎn)品路線(xiàn)圖在去年9月的更新，證明了Neoverse在A(yíng)rm生態(tài)系統(tǒng)中受到了廣泛的關(guān)注與采用，以下列舉了Arm合作伙伴基于Neoverse的新功能，為基礎(chǔ)設(shè)施市場(chǎng)帶來(lái)了卓越的產(chǎn)品性能、 每瓦性能和TCO等優(yōu)勢(shì)：

● Marvell發(fā)布了基于Neoverse N2 的OCTEON系列網(wǎng)絡(luò)解決方案，并預(yù)計(jì)于2021年底前試產(chǎn)。相較于前一代的OCTEON解決方案，其性能提升高達(dá)3倍。

● 印度電子信息技術(shù)部（MeitY）已宣布將加入法國(guó)芯片公司 SiPearl 和韓國(guó)電子通信研究所（ ETRI）的行列，采用Neoverse V1驅(qū)動(dòng)國(guó)家級(jí)百萬(wàn)兆級(jí)高性能計(jì)算項(xiàng)目。

● 甲骨文計(jì)劃在Oracle云基礎(chǔ)設(shè)施上采用Ampere® Altra® CPU，為各種工作負(fù)載提供最佳的性?xún)r(jià)比。

● 由Arm技術(shù)驅(qū)動(dòng)的AWS Graviton2通過(guò)穩(wěn)定的增長(zhǎng)與區(qū)域擴(kuò)展，正持續(xù)快速地?cái)U(kuò)張其EC2的覆蓋。

● 阿里云在即將上線(xiàn)的基于A(yíng)rm架構(gòu)ECS 實(shí)例上完成了測(cè)試，結(jié)果顯示在 SPECjbb® 的測(cè)試數(shù)據(jù)中獲得了驚艷的表現(xiàn)，且基于A(yíng)rm架構(gòu)運(yùn)行的 DragonWell JDK 性能提高了 50%。

● 騰訊在硬件測(cè)試和軟件支持方面持續(xù)投入，使其在云應(yīng)用上能采用 Arm Neoverse 技術(shù)。

這些合作伙伴正充分利用 Neoverse 平臺(tái)的特色。對(duì)于基礎(chǔ)設(shè)施工作負(fù)載能獲得的效益、以及合作伙伴如何計(jì)劃實(shí)施并推出基于 Neoverse IP 的產(chǎn)品，這些案例僅是冰山一角。

合作伙伴證言：

Cloudflare

“Cloudflare為全球100個(gè)國(guó)家、超過(guò)200個(gè)城市提供網(wǎng)絡(luò)支持，且覆蓋范圍正在持續(xù)增長(zhǎng)。為了確保以經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的方式擴(kuò)展Cloudflare的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，強(qiáng)勁的CPU性能和能效至關(guān)重要?；贏(yíng)rm Neoverse平臺(tái)的 CPU展示了業(yè)界領(lǐng)先的性能和能效，同時(shí)，我們也期待Arm在Neoverse V1和N2平臺(tái)所帶來(lái)的發(fā)展方向?！?

Cloudflare全球基礎(chǔ)設(shè)施高級(jí)副總裁 Nitin Rao

韓國(guó)電子通信研究所ETRI

“韓國(guó)電子通信研究所在過(guò)去40多年來(lái)一直為韓國(guó)在電子計(jì)算領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位做出貢獻(xiàn)。為了追求先進(jìn)的人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)，ETRI正基于A(yíng)rm Neoverse V1內(nèi)核開(kāi)發(fā)K-AB21“人工大腦” CPU。我們看中了Neoverse V1的高性能和低功耗等優(yōu)勢(shì)，相比于替代的HPC和AI加速器技術(shù)，它將幫助我們實(shí)現(xiàn)2.5倍性能提升和60% 功耗降低的目標(biāo)。”

韓國(guó)電子通信研究所 AI處理器研究部主任Youngsu Kwon博士

Marvell

“Neoverse N2提供了業(yè)界最高的每瓦計(jì)算能力，對(duì)比于當(dāng)前的產(chǎn)品，其計(jì)算性能可提升3倍，每瓦SPECint可提升4倍。我們的下一代OCTEON DPU系列將采用 Arm Neoverse N2 內(nèi)核，為從5G、存儲(chǔ)、到信號(hào)處理和安全性等關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用提供動(dòng)力。”

Marvell處理器業(yè)務(wù)部執(zhí)行副總裁Raj Singh

印度電子信息技術(shù)部

“在電子信息技術(shù)部（MeitY）和科學(xué)技術(shù)司（DST）的支持下，我們正努力在國(guó)家超級(jí)計(jì)算任務(wù)（NSM）中實(shí)現(xiàn)超級(jí)計(jì)算技術(shù)的全面本土化。我們?cè)贜SM的下一個(gè)目標(biāo)就是開(kāi)發(fā)本土設(shè)計(jì)的HPC處理器SoC，以此在印度建立百萬(wàn)兆級(jí)計(jì)算能力。 為此，我們選擇了結(jié)合高端CPU和矢量性能與強(qiáng)大能效的Arm Neoverse V1平臺(tái)，為我們的SoC和系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員帶來(lái)優(yōu)化CPU、內(nèi)存和IO功能的自由度，以應(yīng)百萬(wàn)兆級(jí)計(jì)算的獨(dú)特需求?！?

印度先進(jìn)計(jì)算發(fā)展中心 總干事Hemant Darbari博士

NVIDIA

“隨著GPU驅(qū)動(dòng)的AI和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)在跨產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)和采用，NVIDIA一直處于席卷整個(gè)數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)巨大變革的最前沿。在從云到邊緣的整個(gè)計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施中，我們也看到了類(lèi)似的轉(zhuǎn)變正在發(fā)生，我們相信Arm既是這種轉(zhuǎn)變的催化劑，也是解決方案。 當(dāng)前客戶(hù)對(duì)專(zhuān)用芯片的采用是前所未有的巨大，而NVIDIA和Arm正處于這一趨勢(shì)的核心?！?

NVIDIA加速計(jì)算副總裁兼總經(jīng)理Ian Buck

甲骨文

“我們相信從邊緣到云，Arm將會(huì)無(wú)處不在。我們看到基于N1的處理器提供了云用戶(hù)所需要的性能一致性、可擴(kuò)充性和安全性。通過(guò)與Ampere Computing和領(lǐng)先的ISV合作，Oracle正在A(yíng)rm服務(wù)器方面開(kāi)發(fā)出一流、簡(jiǎn)單且經(jīng)濟(jì)高效的解決方案?！?

甲骨文云基礎(chǔ)架構(gòu)計(jì)算高級(jí)副總裁Bev Crair

紅帽

“紅帽與Arm的合作橫跨從技術(shù)架構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)制定到生態(tài)系統(tǒng)支持。作為全球領(lǐng)先的企業(yè)Linux平臺(tái)，紅帽企業(yè)Linux為客戶(hù)提供了架構(gòu)的選擇，并且為基于A(yíng)rm Neoverse平臺(tái)的云到邊緣運(yùn)行的各種處理器提供支持。我們期待將這種支持?jǐn)U展到基于A(yíng)rmv9架構(gòu)的未來(lái)Neoverse V系列和N系列的處理器，這將通過(guò)“機(jī)密領(lǐng)域”功能進(jìn)一步支持零信任架構(gòu)?！?

紅帽杰出工程師Jon Masters

SiPearl

“SiPearl肩負(fù)重任，正在設(shè)計(jì)和推出一個(gè)驅(qū)動(dòng)歐洲第一臺(tái)百億億次超級(jí)計(jì)算機(jī)的CPU技術(shù)。由于A(yíng)rm Neoverse V1的高性能和效能，及Arm對(duì)SVE的支持，SiPearl選擇了Arm Neoverse V1內(nèi)核作為通用處理元件。我們對(duì)于A(yíng)rm計(jì)算帶動(dòng)HPC與加速機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用的潛能感到振奮，并期待以此為科學(xué)界做出貢獻(xiàn)。”

SiPearl首席執(zhí)行官兼創(chuàng)始人Philippe Notton

SUSE

“SUSE 在 Arm 生態(tài)系統(tǒng)中扮演了重要而積極的角色。 從早期基于 64 位 Arm 的企業(yè)級(jí) Linux 開(kāi)始，基于A(yíng)rm架構(gòu)的SUSE Linux 企業(yè)服務(wù)器便提供了一套安全、可靠和可適的操作系統(tǒng)，并在橫跨Raspberry Pi到高性能計(jì)算環(huán)境的Arm基礎(chǔ)設(shè)施中廣泛使用。通過(guò)與Rancher的結(jié)合，SUSE在數(shù)據(jù)中心到邊緣的容器化工作負(fù)載實(shí)現(xiàn)了廣泛的Arm應(yīng)用。SUSE期待與Arm持續(xù)合作，通過(guò)優(yōu)化的Arm架構(gòu)解決方案，包括下一代Arm Neoverse處理器內(nèi)核，幫助企業(yè)縮短實(shí)現(xiàn)價(jià)值的時(shí)間，使客戶(hù)能夠隨即進(jìn)行創(chuàng)新?！?

SUSE首席技術(shù)和產(chǎn)品官Thomas Di Giacomo

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1此處的IPC提升是基于相同的處理工藝和頻率