隨著更多云廠(chǎng)商越來(lái)越需要進(jìn)行針對(duì)系統(tǒng)的專(zhuān)門(mén)優(yōu)化，定制化的芯片設(shè)計(jì)開(kāi)始變成普遍流行，基礎(chǔ)設(shè)施芯片市場(chǎng)變得越來(lái)越有趣，玩家越來(lái)越多。今年以來(lái)，包括印度電子和信息技術(shù)部MeitY，法國(guó)芯片初創(chuàng)企業(yè) SiPearl，韓國(guó)電子通信研究所 ETRI，都宣布開(kāi)發(fā)基于Neoverse V1的產(chǎn)品。

　　國(guó)內(nèi)廠(chǎng)商奮起直追

　　包括騰訊和阿里在內(nèi)的一批國(guó)內(nèi)系統(tǒng)廠(chǎng)商，正在加速構(gòu)建基于Arm的服務(wù)器的芯片。

　　騰訊專(zhuān)項(xiàng)測(cè)試技術(shù)中心總監(jiān)黃聞欣（Victor Huang）表示：“2020年，騰訊和Arm正式簽署了一份合作協(xié)議，希望通過(guò)合作加速Arm Neoverse技術(shù)的測(cè)評(píng)和適配。后面我們通過(guò)TencentBench測(cè)試框架發(fā)現(xiàn)，得益于更多可擴(kuò)展的CPU核心數(shù)，Arm服務(wù)器比傳統(tǒng)的服務(wù)器性能表現(xiàn)更強(qiáng)勁。非常值得一提的是，其在AI推理和圖片處理領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)非常明顯。”

　　阿里巴巴首席工程師周經(jīng)森（Kingsum Chow）提到：“Arm的CPU資源的話(huà)，在我們現(xiàn)有的軟件里會(huì)有兩個(gè)考慮的點(diǎn)，一個(gè)是我們有些軟件是需要重新編譯的，另外一種不需要重新編譯，只需要我們把Java applications在JVM（Java Virtual Machine）上跑好就可以了。在這方面，一年之前，我們就跟Arm的員工一起合作，把JVM的性能提高。過(guò)去一年里，我們從JDK8到JDK11，通過(guò)OpenJDK, 通過(guò)阿里巴巴 Dragonwell（OpenJDK的一個(gè)發(fā)行版），就把我們現(xiàn)有一些Java應(yīng)用的一些性能提高了50%。”

　　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：“騰訊在針對(duì)基于Arm硬件測(cè)試和軟件支持方面持續(xù)投入，他們的硬件測(cè)試在性能方面展現(xiàn)了出色的結(jié)果，在每瓦性能方面也有非凡的表現(xiàn)。在軟件的部份，他們既支持已編譯和解譯的代碼庫(kù)，也支持為這些代碼庫(kù)提供支撐的微服務(wù)框架?！?/p>

　　而針對(duì)阿里巴巴的合作，Bergey說(shuō)道：“Java 對(duì)于阿里巴巴來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)至關(guān)重要的工作負(fù)載，他們的工程師已經(jīng)編寫(xiě)了超過(guò)十億行的 Java 代碼。阿里巴巴和 Arm正在Java 的工作負(fù)載分析和調(diào)試方面持續(xù)合作?！?/p>

　　解密全新Neoverse路線(xiàn)圖

　　正因?yàn)楸姸嗫蛻?hù)已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)行基于Neoverse產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，Arm開(kāi)始越來(lái)越快地公布其產(chǎn)品詳細(xì)路線(xiàn)圖。

　　日前，在Arm年度技術(shù)日上，Arm詳細(xì)介紹了Arm Neoverse V1 和 Neoverse N2 平臺(tái)。以及Arm Neoverse CMN-700 mesh 互連技術(shù)。

　　Neoverse路線(xiàn)圖

　　CMN-700互聯(lián)技術(shù)

　　Bergey表示，Arm CMN-700互聯(lián)技術(shù)是構(gòu)建V1和N2的關(guān)鍵要素。基于CMN-600而打造，從內(nèi)核的數(shù)量和緩存的大小，到附加內(nèi)存和IO設(shè)備的數(shù)量和類(lèi)型都鎖有所提升。支持DDR5和HBM。此外，增加了CXL功能，可為內(nèi)存擴(kuò)展和智能一致性加速。另外則是增加了諸多對(duì)于多芯片的支持功能，針對(duì)傳統(tǒng)多插槽設(shè)計(jì)和新的芯片集或多芯片集成提高性能和優(yōu)化功能?！岸嘈酒蓪橥黄苽鹘y(tǒng)的硅掩模版限制提供新的機(jī)遇，并為緊密耦合的異構(gòu)計(jì)算提供更大的靈活性?！盉ergey說(shuō)道。

　　Neoverse V1：增加SVE功能

　　Bergey表示：“Neoverse V1 的設(shè)計(jì)理念是性能至上，因此我們加寬了微架構(gòu)，并增加了緩沖區(qū)和隊(duì)列的深度，以便在運(yùn)行中容納更多指令?！?/p>

　　與N1相比，Neoverse V1帶來(lái)了 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，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 N1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。Bergey解釋道：“Arm 現(xiàn)有的 SIMD 指令集 NEON 難以對(duì)某些代碼進(jìn)行矢量化處理，而 SVE 可以直接取用相同的代碼，并很好地對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)矢量化，相比于 NEON，可提速將近 3.5 倍。”

　　Neoverse N2：采用Arm V9架構(gòu)

　　Neoverse N2平臺(tái)是第一個(gè)基于Armv9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。“N2 效率配置能夠在單插槽線(xiàn)程上具有更大的競(jìng)爭(zhēng)力，同時(shí)提供專(zhuān)屬的內(nèi)核，而非共享線(xiàn)程。”Bergey說(shuō)道。

　　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%。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)。

　　Bergey表示：“SVE2 將 SVE 相關(guān)的性能、編程簡(jiǎn)易性及可移植性等優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用到更廣的領(lǐng)域和場(chǎng)景。SVE 意在加速 HPC，而 SVE2 則是將其擴(kuò)展到 ML、DSP、多媒體和 5G 等應(yīng)用場(chǎng)景。它融合了 NEON 豐富的數(shù)據(jù)操作、邏輯和算術(shù)指令集，以及 SVE 的自動(dòng)矢量化和可擴(kuò)展 性等功能。”

Neoverse與友商的性能對(duì)比

Bergey總結(jié)道：“V1 平臺(tái)將成為 HPC 的一場(chǎng)變革，而N2將成為云端到邊緣應(yīng)用場(chǎng)景的最佳解決方案?！?/p>