實(shí)現(xiàn)高性能定制芯片

Arm Neoverse 旨在為從云到邊緣的全場景基礎(chǔ)設(shè)施用例提供高性能和出色能效。針對需要更高性能的工作負(fù)載和用例，Arm 推出了 Neoverse V 系列。其中，Neoverse V2 核心已被行業(yè)先行者廣泛部署于云、高性能計算 (HPC) 和人工智能 (AI) 領(lǐng)域。亞馬遜云科技 (AWS) 在 re:Invent 2023 上宣布推出 AWS Graviton4 CPU。與前代 Graviton CPU 相比，Graviton4 可提供更多核心數(shù)、更大內(nèi)存配置。NVIDIA 的 Grace CPU 超級芯片和 Grace Hopper 超級芯片則力求為 HPC 和 AI/ML 工作負(fù)載帶來更出色的性能和能效。近期，Arm 宣布推出了新一代 Neoverse V 系列產(chǎn)品，即 Neoverse V3 CPU 和 Neoverse CSS V3。

Arm Neoverse 計算子系統(tǒng) (CSS) 產(chǎn)品旨在幫助 Arm 合作伙伴以風(fēng)險更低的方式，更迅速地將新 Neoverse 技術(shù)推向市場，更好地幫助客戶實(shí)現(xiàn)差異化?；谟?Arm 工程團(tuán)隊配置、驗(yàn)證和優(yōu)化的 CSS，Arm 合作伙伴可以在更高起點(diǎn)上推進(jìn)自研定制芯片的進(jìn)程，并讓他們更能充分發(fā)揮內(nèi)部工程技術(shù)人才的潛力，針對其工作負(fù)載和操作環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)更出色的性能和總擁有成本 (TCO)。此前 Microsoft 推出的 Azure Cobalt 100 CPU 正是客戶與 Arm 合作將專用芯片推向市場的一大例證。

Neoverse CSS V3 延續(xù)了 Neoverse CSS 在加快上市進(jìn)程和定制化方面的優(yōu)勢。Neoverse CSS V3 兼具卓越的性能、效率和差異化等特性，能為我們的合作伙伴提供從概念到部署新一代云計算的便捷路徑。與 CSS N2 相比，CSS V3 的單芯片性能提高了 50% ，可以更有效地幫助我們的合作伙伴應(yīng)對一系列新工作負(fù)載以及用例。

以下讓我們來深入了解 Neoverse V3 和 CSS V3，并進(jìn)一步探究它們將如何為云基礎(chǔ)設(shè)施創(chuàng)造價值。

Neoverse CSS V3 概述

圖 1：Neoverse CSS V3 概覽

基于 Neoverse V3 CPU 打造的 Neoverse CSS V3 是一個可定制的計算子系統(tǒng)，由 Arm 進(jìn)行系統(tǒng)配置、系統(tǒng)驗(yàn)證、系統(tǒng)認(rèn)證和 PPA 優(yōu)化。與傳統(tǒng)的開發(fā)方法相比，通過 CSS，Arm 可幫助合作伙伴執(zhí)行通用無差別的繁重任務(wù)，使其能夠以更低的風(fēng)險和成本，以及更快的時間構(gòu)建專用芯片。

結(jié)合系統(tǒng)級創(chuàng)新技術(shù)，Neoverse V3 CPU 能使 CSS V3 為 SPECint2017（預(yù)估）提供比 CSS N2 高出 50% 的單芯片性能。此外，CSS V3 還為機(jī)器學(xué)習(xí) (ML)、數(shù)據(jù)庫和加密等一系列的基礎(chǔ)設(shè)施工作負(fù)載帶來了同樣令人驚艷的單芯片性能提升。

Neoverse CSS V3 具備新一代基礎(chǔ)設(shè)施平臺所需的特性和功能，能為我們的合作伙伴提供生產(chǎn)芯片的快速途徑，同時還可為其管控風(fēng)險并實(shí)現(xiàn)超快部署。

此外，Neoverse CSS V3 還為市場帶來了許多新的系統(tǒng)級功能：

?CSS 產(chǎn)品中 V 系列的性能

?Neoverse S3 系統(tǒng) IP 功能

?Arm 機(jī)密計算架構(gòu) (CCA)

?AMBA CHI C2C 支持多芯粒和分解式芯粒，包括異構(gòu)加速集成

新的電源管理功能，包括每核動態(tài)電壓頻率調(diào)整 (DVFS)

CSS V3 構(gòu)成了專用計算系統(tǒng)的關(guān)鍵構(gòu)建模塊，可以降低通用計算子系統(tǒng)的設(shè)計和驗(yàn)證成本，讓我們的合作伙伴將更多的精力集中在其專業(yè)領(lǐng)域上，加速產(chǎn)品上市，同時降低風(fēng)險并加快部署進(jìn)度。CSS V3 提供多種配置，其中單芯片最多可配置 128 個 Neoverse V3 核心，并支持雙芯片配置。此外還可以支持更少核數(shù)的配置（例如 32 核）。CSS V3 主要針對三納米級工藝節(jié)點(diǎn)，并附帶支持性的布局圖和實(shí)施流程，以更大限度降低物理設(shè)計風(fēng)險。

Neoverse V3 CPU 概述

Neoverse V3 CPU 在 Neoverse V2 基礎(chǔ)上進(jìn)行了大幅的架構(gòu)改進(jìn)。

圖 2：Neoverse V3 CPU

強(qiáng)化的平臺：云基礎(chǔ)設(shè)施的安全性和可靠性不容小覷

在多租戶和多用途系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)使用、傳輸和保留期間的安全性，對于抵御外部及內(nèi)部威脅主體來說至關(guān)重要。Neoverse V3 提供大規(guī)模機(jī)密計算，以解決數(shù)據(jù)安全方面的問題。

縮短平均故障間隔時間 (MTBF) 和提高基礎(chǔ)設(shè)施的整體可靠性是相輔相成的。通過分支記錄緩沖區(qū)擴(kuò)展 (BRBE) 等先進(jìn)的 RAS 和遙測技術(shù)，Neoverse V3 可以改善 MTBF 表現(xiàn)。

運(yùn)行在云基礎(chǔ)設(shè)施上的軟件占據(jù)主流地位。因此，當(dāng)云基礎(chǔ)設(shè)施提供商選擇底層技術(shù)時，關(guān)鍵點(diǎn)在于選擇那些從一開始就為關(guān)鍵軟件的大型生態(tài)系統(tǒng)做好準(zhǔn)備的技術(shù)。而 Neoverse V3 從推出伊始就可應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，并提供支持。

這些技術(shù)創(chuàng)新成就了 Neoverse V3 成為一個符合我們合作伙伴及其客戶需求的強(qiáng)化平臺。

針對 TCO 進(jìn)行優(yōu)化的計算：云原生工作負(fù)載需要針對 TCO 進(jìn)行優(yōu)化定制

在標(biāo)準(zhǔn)配置和特定配置中，Neoverse V3 CPU 固有的靈活性都能顯著改進(jìn)實(shí)際工作負(fù)載的性能。這些出色的服務(wù)器 CPU 不僅可以適配苛刻的 AI 和 HPC 應(yīng)用，還適合部署到更傳統(tǒng)的企業(yè)級基礎(chǔ)設(shè)施軟件中。舉例來說，與 Neoverse V2 相比，Neoverse V3 的 AI 數(shù)據(jù)分析性能提高了 84%，RDBMS 性能提高了 16%，加密性能提高了 9%，而整數(shù)型工作負(fù)載性能則提高了 12%。

圖 3：針對云計算工作負(fù)載，Neoverse V3 相比于 Neoverse V2 的性能提升情況 (%)

總結(jié)

Neoverse V3 和 CSS V3 旨在滿足愈發(fā)嚴(yán)苛的超大規(guī)模云基礎(chǔ)設(shè)施需求，可以為新一代 AI、HPC 和云原生工作負(fù)載提供 TCO 更優(yōu)、性能更強(qiáng)的基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)建模塊，并加快產(chǎn)品上市步伐。Arm 正在進(jìn)行大量投資，大力幫助合作伙伴將基于 Neoverse V3 平臺的產(chǎn)品以更優(yōu)惠的價格、更快的速度推向市場，助其從一開始就做好萬全準(zhǔn)備。歡迎與我們攜手，共同基于 Arm 平臺構(gòu)建未來。