Arm更新Neoverse系列路線(xiàn)圖，新增全新平臺(tái)V1與N2，性能提升均超目標(biāo)值

Arm宣布Neoverse再度進(jìn)階，新增兩個(gè)全新的平臺(tái)—Arm Neoverse V1平臺(tái)以及第二代的N系列平臺(tái)Neoverse N2，N2與V1未來(lái)將分別代表最高單芯片性能和最高單線(xiàn)程性能。Arm Neoverse全新計(jì)算平臺(tái)預(yù)計(jì)以每年增長(zhǎng)30%的平臺(tái)性能為指標(biāo)，持續(xù)優(yōu)化到2021年。

9月23日，Arm舉辦線(xiàn)上發(fā)布會(huì)，宣布面向云到邊緣基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)品（Arm Neoverse）再度進(jìn)階，新增兩個(gè)全新的平臺(tái)—Arm Neoverse V1平臺(tái)以及第二代的N系列平臺(tái)Neoverse N2。

Arm曾在2018年底宣布了Arm Neoverse初步路線(xiàn)圖，強(qiáng)調(diào)了對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施市場(chǎng)的專(zhuān)注和持續(xù)投資，并承諾平臺(tái)效能達(dá)到30%的年增長(zhǎng)率指標(biāo)。2019年1月，Neoverse N1內(nèi)核提供的性能與Cortex-A72相比提高了60%，遠(yuǎn)超當(dāng)初目標(biāo)。從HPC到邊緣計(jì)算，Arm Neoverse無(wú)疑是非常成功的。

會(huì)上，Arm基礎(chǔ)設(shè)施事業(yè)部高級(jí)副總裁兼總經(jīng)理Chris Bergey細(xì)數(shù)了Arm近兩年所獲得的成就：

1、在前七大互聯(lián)網(wǎng)公司中，公開(kāi)宣布采用Arm技術(shù)的就有4家；

2、在高性能計(jì)算HPC領(lǐng)域，以Arm技術(shù)架構(gòu)為基礎(chǔ)的“富岳(Fugaku)” 超級(jí)計(jì)算機(jī)名列TOP500排行榜第一；

3、在整個(gè)5G生態(tài)系統(tǒng)廠商中，從L1到傳輸?shù)恼麄€(gè)堆棧及新興OpenRAN和VRAN計(jì)劃，Arm都獲得了一系列重設(shè)計(jì)項(xiàng)目；

4、在關(guān)鍵的基礎(chǔ)架構(gòu)和邊緣應(yīng)用領(lǐng)域，Arm已推出uCPE 轉(zhuǎn)Arm以及Project Cassini計(jì)劃。

在軟件方面，Arm擁有最大的持續(xù)集成/持續(xù)交付（CI/CD）平臺(tái)，始終專(zhuān)注于云原生，之后也將繼續(xù)建立大量商用ISV應(yīng)用程序。

在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域，Arm興起來(lái)源于諸多因素的推動(dòng)，但始終是圍繞著性能的。據(jù)Neoverse N1推出已將近一年，市場(chǎng)上也取得了頗多進(jìn)展。下圖為N1公開(kāi)的測(cè)試數(shù)據(jù)，無(wú)論是存儲(chǔ)、移動(dòng)還是計(jì)算數(shù)據(jù)，N1都表現(xiàn)出優(yōu)良的性能。

自Neoverse系列推出以來(lái)，Arm是如何說(shuō)服互聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算客戶(hù)轉(zhuǎn)向使用Arm產(chǎn)品的呢？

以下圖為例，將基于傳統(tǒng)架構(gòu)的機(jī)架與基于Arm Neoverse的機(jī)架進(jìn)行了對(duì)比，兩個(gè)都是標(biāo)準(zhǔn)42U機(jī)架。在12.5KW功率下，Arm Neoverse平臺(tái)提供了更高的整數(shù)吞吐量和單線(xiàn)程性能。通常受配電限制的云提供商，現(xiàn)在可以在每個(gè)機(jī)架上托管更多客戶(hù)，從而帶來(lái)更高收入和更多計(jì)算周期。N1不僅適用于數(shù)據(jù)中心，在5G和邊緣計(jì)算領(lǐng)域也有很大的優(yōu)勢(shì)。

Arm推出全新平臺(tái)Neoverse V1與N2

性能與效率獲大幅提升

Arm對(duì)N系列的PPA特征定義是“性能、功率、面積得到了同等的考量”，這一點(diǎn)是非常值得進(jìn)行擴(kuò)展的。E系列則是注重效率，在功耗和面積的縮減上進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)流量和數(shù)據(jù)應(yīng)用程序非常有效。

此次所發(fā)布的Arm Neoverse V1全新平臺(tái)突破了性能極限。Neoverse V1作為V系列的第一個(gè)平臺(tái)，與N1相比，其單線(xiàn)程性能可提升超過(guò)50%，對(duì)于CPU性能與帶寬更高要求的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，是性能表現(xiàn)最佳的平臺(tái)。重要的是，Neoverse V1支持可伸縮矢量擴(kuò)展（Scalable Vector Extensions, SVE），為高性能云、高性能計(jì)算與機(jī)器學(xué)習(xí)等市場(chǎng)帶來(lái)龐大的應(yīng)用潛力。VI平臺(tái)在執(zhí)行SVE代碼時(shí)，可以全天全頻率運(yùn)行，SVE架構(gòu)使其可以在寄存器寬度之間無(wú)縫轉(zhuǎn)換，因此可以合并新的寬向量SVE指令，并重新使用較小寄存器編寫(xiě)的輔助函數(shù)。

Arm的N系列、E系列與V系列都允許單線(xiàn)程更快執(zhí)行，基于這三個(gè)系列，Arm Neoverse可以滿(mǎn)足完整計(jì)算需求。

Arm Neoverse平臺(tái)PPA設(shè)計(jì)原則

據(jù)介紹，搭載N1平臺(tái)的產(chǎn)品正在生產(chǎn)中，并已部署了數(shù)百萬(wàn)個(gè)內(nèi)核，采用E1平臺(tái)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)正在開(kāi)發(fā)中，將會(huì)很快面向市場(chǎng)。VI平臺(tái)之前代號(hào)是“Zeus”,它將支持2個(gè)256位寬度的向量，在目標(biāo)市場(chǎng)之間取得了良好的平衡。

Arm將于今年年底為客戶(hù)提供一個(gè)更高性能的選擇，即橫向擴(kuò)展高性能等級(jí)內(nèi)核——N2平臺(tái)，代號(hào)“Persens”。Arm表示，N2預(yù)計(jì)會(huì)比N1高出40%的單線(xiàn)程性能，同時(shí)保持相同水平的功率和面積效率。Arm再次承諾2022年及以后，Neoverse系列性能以30%速度進(jìn)行增長(zhǎng)。

Arm Neoverse N2平臺(tái)

Neoverse N2是一個(gè)超級(jí)可擴(kuò)展平臺(tái)，其用例可橫跨云、智能網(wǎng)卡（SmartNICs）、企業(yè)網(wǎng)絡(luò)到功耗受限的邊緣設(shè)備。相比于Neoverse N1，Neoverse N2在保持相同水平的功率和面積效率之余，單線(xiàn)程性能提升了40%，可以很好的滿(mǎn)足高性能和大范圍的應(yīng)用。

Arm Neoverse路線(xiàn)圖更新

如何選擇Arm平臺(tái)？

對(duì)于不同Arm平臺(tái)的選擇取決于應(yīng)用程序需要什么。如果應(yīng)用程序?qū)PU和貸款要求較高，選擇VI可提供最佳的單線(xiàn)程性能，如果應(yīng)用程序需要更多的涉及橫向擴(kuò)展并需要更多的內(nèi)核，N2更為適用。

下圖是Arm的一份對(duì)競(jìng)爭(zhēng)系統(tǒng)的測(cè)試數(shù)據(jù)，其中X軸代表芯片級(jí)性能，Y軸代表每線(xiàn)程性能。在128核情況下，N1的芯片級(jí)吞吐魯昂和單線(xiàn)程的性能方面都達(dá)到領(lǐng)先，N2與V1未來(lái)將分別代表最高單芯片性能和最高單線(xiàn)程性能。

Arm最主要的目標(biāo)之一就是為合作伙伴的持續(xù)創(chuàng)新與設(shè)計(jì)靈活性提供必要組件，關(guān)鍵點(diǎn)在于Arm的芯片級(jí)接口，這提供了設(shè)計(jì)系統(tǒng)層級(jí)解決方案的機(jī)會(huì)。因此，Arm在CCIX（用于雙向相干通信的協(xié)議）與CXL上都進(jìn)行了投資，CCIX在使用方式上具有靈活性，用例包括多路計(jì)算與多核封裝，可以減小晶圓尺寸、增加成品率并降低成本，而CXL解決了CCIX不能解決的一些關(guān)鍵應(yīng)用，例如內(nèi)存池和擴(kuò)展，是連接加速器的首選方法。Arm為合作伙伴提供了可擴(kuò)展性的交換網(wǎng)，用以支持大量的處理器核。

除全新平臺(tái)外，Arm還推出了Project Cassini，目的在于為軟件開(kāi)發(fā)者提供流暢的體驗(yàn)。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)、平臺(tái)安全性與參考實(shí)施，Project Cassini能夠幫助行業(yè)伙伴在基于Arm平臺(tái)上部署“裝機(jī)即用“的軟件。

同時(shí)，Arm也會(huì)持續(xù)推動(dòng)基礎(chǔ)設(shè)施的基礎(chǔ)軟件支持。操作系統(tǒng) 、虛擬機(jī)管理程序，例如 Xen、KVM、Docker容器以及越來(lái)越多的Kubernetes都已經(jīng)陸續(xù)宣布支持Arm架構(gòu)