單線程暴漲50%！解密Arm Neoverse平臺沖擊數據中心的底氣

Arm近年來一直在高性能領域發力，無論是數據中心還是超算，Arm出現的頻率似乎越來越高。本月英偉達發布了旗下首個數據中心CPU Grace就采用了Arm的架構，當然如果要做數據中心CPU，目前對于英偉達而言除了Arm沒有更好的選擇，但這也證明了Arm在高性能領域已經具備了強大的實力。

 

 

去年9月，Arm發布了Neoverse N2、V1高性能計算平臺，而在昨天進行的媒體交流會上，Arm終于公開了更多的詳細信息。

 

Neoverse與過去Arm提供單獨的IP授權不同，Arm基礎設施事業部高級副總裁兼總經理Chris Bergey表示：“一個平臺實際上是由多個IP進行優化組合而成的，通過Neoverse產品，我們發現越來越多的客戶需要完整的解決方案，即一個平臺去承載他們的系統，他們可以在上面添加他們自己的加速器或者其他設備，并且可以對其進行定制，我們要做的就是為客戶提供構建科技大廈所需要的“磚瓦”，而不只是單個給客戶某一個單獨的IP，單獨的CPU或互聯IP。”

 

作為升級版本，相比于2018年發布的N1，Neoverse N2在保持相同水平的功率和面積效率的基礎上，單線程性能提升了40%。與此同時，Neoverse N2 具備良好的可擴展性，可以橫跨從高吞吐量計算到功率與尺寸受限的邊緣和5G應用場景，并在這些應用中帶來優于N1的表現，例如，在云端上提升 1.3 倍的NGINX，在 5G 和邊緣應用上提升 1.2 倍的DPDK 數據包處理。

 

 

 

除此之外，N2另一個重磅功能是SVE（可伸縮矢量擴展）的升級版SVE2。簡單來說，SVE2能夠使CPU不需要重寫和重新編譯代碼，就可以適應硬件寬度的增長。比如對于開發人員而言，開發時可能用到128bit的CPU，但在超算上變成512bit或更高后，寫的程序依然可以享受到更寬的SIMD 帶來的效果。于是SVE2就賦予了N2極為靈活的應用，相同的代碼將能夠在具有較低硬件執行寬度能力的更保守的設計上運行，使得從云到邊緣的性能效率帶來巨大的提升。在諸如機器學習、數字信號處理、多媒體和5G等廣泛應用場景中，SVE2除了帶來大幅性能提升外，還帶來了SVE具備的編程簡易性及可移植性等優勢。

 

 

Neoverse V1則從設計之初就秉持性能至上的原則，與N1相比，Neoverse V1帶來了50%的性能提升、1.8倍的矢量工作負載優化、以及4倍的機器學習工作負載優化，同時，V1也是Arm強調性能優先的新型計算系列的第一個平臺。V1性能提升的重點是單線程，能夠提供Arm最佳的單線程性能，但內核數相比N2會有所減少。另外，V1使芯片合作伙伴能靈活地為高度依賴CPU性能和帶寬的應用構建計算能力，并為其提供 SoC 設計的靈活性。

 

而構建基于V1或N2高性能SoC的關鍵，還在于互連技術，這次伴隨V1和N2推出的還有CMN-700互連技術。CMN-700 是基于CMN-600這個成功的基礎所打造，相比于CMN-600，CMN-700在每個矢量上進一步提升了性能——從內核的數量、緩存的大小，到附加內存及 IO 設備的數量和類型。

 

CMN-700 賦能了多芯片、內存擴展和加速器的下一代應用場景實現。通過Arm對CCIX和CXL持續不斷的投入，更多的定制選項應運而生，進而使合作伙伴的解決方案具備總線和高核數的可擴展性特色。這將為突破傳統的硅限制提供新的機遇，并為緊密耦合的異構計算提供更大的靈活性。

 

Chris Bergey透露，基于N2的芯片將會在今年下半年推出，而V1在HPC領域已經即將落地。就在4月中，印度電子和信息技術部MeitY宣布，其百萬兆級高性能計算CPU設計將采用 Neoverse V1平臺。在此之前，Arm的合作伙伴法國芯片初創企業SiPearl和韓國電子通信研究所ETRI也已經公開支持通過Neoverse V1平臺來驅動百萬兆級超算。Chris Bergey認為，我們認為單核性能、能效以及對新SVE矢量擴展的支持是這背后的一大原因。

 

除此之外，更多生態合作伙伴基于Neoverse的新功能來提升自身產品以及應用的競爭力：比如Marvell發布了基于Neoverse N2的OCTEON系列網絡解決方案，相較于前一代的OCTEON解決方案，其性能提升高達3倍；阿里云在即將上線的基于Arm架構ECS實例上完成了測試，結果顯示在SPECjbb?的測試數據中獲得了驚艷的表現，且基于Arm架構運行的DragonWell JDK性能提高了50%；騰訊也在硬件測試和軟件支持方面持續投入，使其在云應用上能采用 Arm Neoverse 技術。