單線程暴漲50%！解密Arm Neoverse平臺沖擊數(shù)據(jù)中心的底氣

Arm近年來一直在高性能領(lǐng)域發(fā)力，無論是數(shù)據(jù)中心還是超算，Arm出現(xiàn)的頻率似乎越來越高。本月英偉達發(fā)布了旗下首個數(shù)據(jù)中心CPU Grace就采用了Arm的架構(gòu)，當然如果要做數(shù)據(jù)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(lǐng)域已經(jīng)具備了強大的實力。

 

 

去年9月，Arm發(fā)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(quán)不同，Arm基礎(chǔ)設施事業(yè)部高級副總裁兼總經(jīng)理Chris Bergey表示：“一個平臺實際上是由多個IP進行優(yōu)化組合而成的，通過Neoverse產(chǎn)品，我們發(fā)現(xiàn)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(tǒng)，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(gòu)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(lián)IP。”

 

作為升級版本，相比于2018年發(fā)布的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%。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(yōu)于N1的表現(xiàn)，例如，在云端上提升 1.3 倍的NGINX，在 5G 和邊緣應用上提升 1.2 倍的DPDK 數(shù)據(jù)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(fā)人員而言，開發(fā)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(zhí)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(shù)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(yōu)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(yōu)化、以及4倍的機器學習工作負載優(yōu)化，同時，V1也是Arm強調(diào)性能優(yōu)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(nèi)核數(shù)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(gòu)建計算能力，并為其提供 SoC 設計的靈活性。

 

而構(gòu)建基于V1或N2高性能SoC的關(guān)鍵，還在于互連技術(shù)，這次伴隨V1和N2推出的還有CMN-700互連技術(shù)。CMN-700 是基于CMN-600這個成功的基礎(chǔ)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(nèi)核的數(shù)量、緩存的大小，到附加內(nèi)存及 IO 設備的數(shù)量和類型。

 

CMN-700 賦能了多芯片、內(nèi)存擴展和加速器的下一代應用場景實現(xiàn)。通過Arm對CCIX和CXL持續(xù)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(shù)的可擴展性特色。這將為突破傳統(tǒng)的硅限制提供新的機遇，并為緊密耦合的異構(gòu)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(lǐng)域已經(jīng)即將落地。就在4月中，印度電子和信息技術(shù)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(chuàng)企業(yè)SiPearl和韓國電子通信研究所ETRI也已經(jīng)公開支持通過Neoverse V1平臺來驅(qū)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(tài)合作伙伴基于Neoverse的新功能來提升自身產(chǎn)品以及應用的競爭力：比如Marvell發(fā)布了基于Neoverse N2的OCTEON系列網(wǎng)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(gòu)ECS實例上完成了測試，結(jié)果顯示在SPECjbb?的測試數(shù)據(jù)中獲得了驚艷的表現(xiàn)，且基于Arm架構(gòu)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(xù)投入，使其在云應用上能采用 Arm Neoverse 技術(shù)。