實現(xiàn)高性能定制芯片

Arm Neoverse 旨在為從云到邊緣的全場景基礎設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 合作伙伴以風險更低的方式，更迅速地將新 Neoverse 技術推向市場，更好地幫助客戶實現(xiàn)差異化?；谟?Arm 工程團隊配置、驗證和優(yōu)化的 CSS，Arm 合作伙伴可以在更高起點上推進自研定制芯片的進程，并讓他們更能充分發(fā)揮內(nèi)部工程技術人才的潛力，針對其工作負載和操作環(huán)境進行優(yōu)化，實現(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對一系列新工作負載以及用例。

以下讓我們來深入了解 Neoverse V3 和 CSS V3，并進一步探究它們將如何為云基礎設施創(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 進行系統(tǒng)配置、系統(tǒng)驗證、系統(tǒng)認證和 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，使其能夠以更低的風險和成本，以及更快的時間構建專用芯片。

結合系統(tǒng)級創(chuàng)新技術，Neoverse V3 CPU 能使 CSS V3 為 SPECint2017（預估）提供比 CSS N2 高出 50% 的單芯片性能。此外，CSS V3 還為機器學習 (ML)、數(shù)據(jù)庫和加密等一系列的基礎設施工作負載帶來了同樣令人驚艷的單芯片性能提升。

Neoverse CSS V3 具備新一代基礎設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險并實現(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 機密計算架構 (CCA)

?AMBA CHI C2C 支持多芯粒和分解式芯粒，包括異構加速集成

新的電源管理功能，包括每核動態(tài)電壓頻率調整 (DVFS)

CSS V3 構成了專用計算系統(tǒng)的關鍵構建模塊，可以降低通用計算子系統(tǒng)的設計和驗證成本，讓我們的合作伙伴將更多的精力集中在其專業(yè)領域上，加速產(chǎn)品上市，同時降低風險并加快部署進度。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，并附帶支持性的布局圖和實施流程，以更大限度降低物理設計風險。

Neoverse V3 CPU 概述

Neoverse V3 CPU 在 Neoverse V2 基礎上進行了大幅的架構改進。

圖 2：Neoverse V3 CPU

強化的平臺：云基礎設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重要。Neoverse V3 提供大規(guī)模機密計算，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) 和提高基礎設施的整體可靠性是相輔相成的。通過分支記錄緩沖區(qū)擴展 (BRBE) 等先進的 RAS 和遙測技術，Neoverse V3 可以改善 MTBF 表現(xiàn)。

運行在云基礎設施上的軟件占據(jù)主流地位。因此，當云基礎設施提供商選擇底層技術時，關鍵點在于選擇那些從一開始就為關鍵軟件的大型生態(tài)系統(tǒng)做好準備的技術。而 Neoverse V3 從推出伊始就可應對這些挑戰(zhàn)，并提供支持。

這些技術創(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化平臺。

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

在標準配置和特定配置中，Neoverse V3 CPU 固有的靈活性都能顯著改進實際工作負載的性能。這些出色的服務器 CPU 不僅可以適配苛刻的 AI 和 HPC 應用，還適合部署到更傳統(tǒng)的企業(yè)級基礎設施軟件中。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)型工作負載性能則提高了 12%。

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

總結

Neoverse V3 和 CSS V3 旨在滿足愈發(fā)嚴苛的超大規(guī)模云基礎設施需求，可以為新一代 AI、HPC 和云原生工作負載提供 TCO 更優(yōu)、性能更強的基礎設施構建模塊，并加快產(chǎn)品上市步伐。Arm 正在進行大量投資，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備。歡迎與我們攜手，共同基于 Arm 平臺構建未來。