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解密Arm Neoverse V1和 Neoverse N2平台,为下一代基础设施带来计算变革

内容重点:

  • Arm Neoverse V1 平台是 Arm 新型计算系列的第一个平台,也是 Arm 设计的首款支持可伸缩矢量扩展(SVE)的内核,可为高性能计算与机器学习提供 50% 的性能提升
  • Arm Neoverse N2 平台是第一个基于 Armv9 架构的平台,可为多样工作负载提供 40% 的性能提升
  • Arm Neoverse CMN-700 是业界最先进的 mesh 互连技术,能充分发挥 Neoverse V1 和 N2 平台的性能与每瓦性能优势

在去年 9 月更新的产品路线图基础上,Arm 近日公开了Arm Neoverse V1 和 N2 平台的产品细节。为满足基础设施应用的各种需求,这两个平台的设计旨在解决当前正在运行的各种工作负载和应用问题,并分别带来 50%¹和 40%¹的性能提升。此外,Arm也同时发布了CMN-700,作为构建基于Neoverse V1和 N2 平台高性能SoC的关键部件。

Arm基础设施事业部高级副总裁兼总经理Chris Bergey表示:“展望下一个计算时代,我们想要改变行业对部署基础设施的思维。每一个创新者都不应该被要求在性能与能耗之间进行抉择, Neoverse 平台提供了两者兼得的最佳解决方案,促使从云到边缘的广泛应用能够实现。”

Neoverse V1:带动高性能计算的变革

与N1相比,Neoverse V1带来了 50%的性能提升、1.8倍的矢量工作负载优化、以及4倍的机器学习工作负载优化,同时,Neoverse V1也是Arm强调性能优先的新型计算系列的第一个平台,可使芯片合作伙伴能灵活地为高度依赖CPU性能和带宽的应用构建计算能力,并为其提供 SoC 设计的灵活性。

秉持性能至上的思维,Neoverse V1 的设计理念创造了Arm迄今为止设计过的最宽微架构,以便容纳更多运行中的指令,支持高性能和百万兆级计算等市场应用。Neoverse V1宽而深的架构,加上 SVE功能将使其在单核性能和通过SVE延长代码存活期等方面占据领先优势,并为芯片设计人员提供可实现的灵活性。在法国芯片公司 SiPearl 和韩国电子通信研究所( ETRI )的高性能计算 SoC 中都能看到这些设计要件的优势。

Neoverse N2:引领从云到边缘应用的性能

Arm在几周前发布了Armv9架构,以满足全球对无所不在的专用处理能力的需求。Neoverse N2平台是第一个基于Armv9架构的平台,在安全性、能耗以及性能方面都有全面的提升,正在为基础设施核心铺平道路。

相比于N1,Neoverse N2在保持相同水平的功率和面积效率的基础上,单线程性能提升了40%。Neoverse N2 具备良好的可扩展性,可以横跨从高吞吐量计算到功率与尺寸受限的边缘和5G应用场景,并在这些应用中带来优于N1的表现,例如,在云端上提升 1.3 倍的NGINX,在 5G 和边缘应用上提升 1.2 倍的DPDK 数据包处理。

Neoverse N2平台提供了优异的单线程性能和业界领先且能为用户减少TCO的每瓦性能表现。Neoverse N2是第一个具备SVE2功能的平台,该功能可为云到边缘的性能效率带来巨大的提升。在诸如机器学习、数字信号处理、多媒体和5G等广泛应用场景中,SVE2除了带来大幅性能提升外,还带来 了SVE 具备的编程简易性及可移植性等优势。

打造异构SoC

基于CMN-600的成功基础,CMN-700在每个矢量上进一步提升了性能——从内核的数量、缓存的大小,到附加内存及 IO 设备的数量和类型。

CMN-700 赋能了多芯片、内存扩展和加速器的下一代应用场景实现。通过Arm对CCIX和CXL持续不断的投入,更多的定制选项应运而生,进而使合作伙伴的解决方案具备总线和高核数的可扩展性特色。这将为突破传统的硅限制提供新的机遇,并为紧密耦合的异构计算提供更大的灵活性。

Arm基础设施生态系统:持续增长、势头强劲

Neoverse产品路线图在去年9月的更新,证明了Neoverse在Arm生态系统中受到了广泛的关注与采用,以下列举了Arm合作伙伴基于Neoverse的新功能,为基础设施市场带来了卓越的产品性能、 每瓦性能和TCO等优势:

  • Marvell发布了基于Neoverse N2 的OCTEON系列网络解决方案,并预计于2021年底前试产。相较于前一代的OCTEON解决方案,其性能提升高达3倍
  • 印度电子信息技术部MeitY)已宣布将加入法国芯片公司 SiPearl 和韩国电子通信研究所( ETRI)的行列,采用Neoverse V1驱动国家级百万兆级高性能计算项目
  • 甲骨文计划在Oracle云基础设施上采用Ampere Altra CPU,为各种工作负载提供最佳的性价比。
  • 由Arm技术驱动的AWS Graviton2通过稳定的增长与区域扩展,正持续快速地扩张其EC2的覆盖。
  • 阿里云在即将上线的基于Arm架构ECS 实例上完成了测试,结果显示在 SPECjbb 的测试数据中获得了惊艳的表现,且基于Arm架构运行的 DragonWell JDK 性能提高了 50%。
  • 腾讯在硬件测试和软件支持方面持续投入,使其在云应用上能采用 Arm Neoverse 技术。

这些合作伙伴正充分利用 Neoverse 平台的特色。对于基础设施工作负载能获得的效益、以及合作伙伴如何计划实施并推出基于 Neoverse IP 的产品,这些案例仅是冰山一角。

合作伙伴证言:

Cloudflare:“Cloudflare为全球100个国家、超过200个城市提供网络支持,且覆盖范围正在持续增长。为了确保以经济实惠的方式扩展Cloudflare的网络服务,强劲的CPU性能和能效至关重要。基于Arm Neoverse平台的 CPU展示了业界领先的性能和能效,同时,我们也期待Arm在Neoverse V1和N2平台所带来的发展方向。”

——Cloudflare全球基础设施高级副总裁 Nitin Rao

韩国电子通信研究所ETRI:“韩国电子通信研究所在过去40多年来一直为韩国在电子计算领域的领导地位做出贡献。为了追求先进的人工智能、大数据、云计算和物联网,ETRI正基于Arm Neoverse V1内核开发K-AB21“人工大脑” CPU。我们看中了Neoverse V1的高性能和低功耗等优势,相比于替代的HPC和AI加速器技术,它将帮助我们实现2.5倍性能提升和60% 功耗降低的目标。”

——韩国电子通信研究所 AI处理器研究部主任Youngsu Kwon博士

Marvell:“Neoverse N2提供了业界最高的每瓦计算能力,对比于当前的产品,其计算性能可提升3倍,每瓦SPECint可提升4倍。我们的下一代OCTEON DPU系列将采用 Arm Neoverse N2 内核,为从5G、存储、到信号处理和安全性等关键基础设施应用提供动力。”

——Marvell处理器业务部执行副总裁Raj Singh

印度电子信息技术部:“在电子信息技术部(MeitY)和科学技术司(DST)的支持下,我们正努力在国家超级计算任务(NSM)中实现超级计算技术的全面本土化。我们在NSM的下一个目标就是开发本土设计的HPC处理器SoC,以此在印度建立百万兆级计算能力。 为此,我们选择了结合高端CPU和矢量性能与强大能效的Arm Neoverse V1平台,为我们的SoC和系统设计人员带来优化CPU、内存和IO功能的自由度,以应百万兆级计算的独特需求。”

——印度先进计算发展中心 总干事Hemant Darbari博士

NVIDIA:“随着GPU驱动的AI和机器学习技术在跨产业的出现和采用,NVIDIA一直处于席卷整个数据中心市场巨大变革的最前沿。在从云到边缘的整个计算基础设施中,我们也看到了类似的转变正在发生,我们相信Arm既是这种转变的催化剂,也是解决方案。 当前客户对专用芯片的采用是前所未有的巨大,而NVIDIA和Arm正处于这一趋势的核心。”

——NVIDIA加速计算副总裁兼总经理Ian Buck

甲骨文:“我们相信从边缘到云,Arm将会无处不在。我们看到基于N1的处理器提供了云用户所需要的性能一致性、可扩充性和安全性。通过与Ampere Computing和领先的ISV合作,Oracle正在Arm服务器方面开发出一流、简单且经济高效的解决方案。”

——甲骨文云基础架构计算高级副总裁Bev Crair

红帽:“红帽与Arm的合作横跨从技术架构、标准制定到生态系统支持。作为全球领先的企业Linux平台,红帽企业Linux为客户提供了架构的选择,并且为基于Arm Neoverse平台的云到边缘运行的各种处理器提供支持。我们期待将这种支持扩展到基于Armv9架构的未来Neoverse V系列和N系列的处理器,这将通过“机密领域”功能进一步支持零信任架构。”

——红帽杰出工程师Jon Masters

SiPearl:“SiPearl肩负重任,正在设计和推出一个驱动欧洲第一台百亿亿次超级计算机的CPU技术。由于Arm Neoverse V1的高性能和效能,及Arm对SVE的支持,SiPearl选择了Arm Neoverse V1内核作为通用处理元件。我们对于Arm计算带动HPC与加速机器学习应用的潜能感到振奋,并期待以此为科学界做出贡献。”

——SiPearl首席执行官兼创始人Philippe Notton

SUSE:“SUSE 在 Arm 生态系统中扮演了重要而积极的角色。 从早期基于 64 位 Arm 的企业级 Linux 开始,基于Arm架构的SUSE Linux 企业服务器便提供了一套安全、可靠和可适的操作系统,并在横跨Raspberry Pi到高性能计算环境的Arm基础设施中广泛使用。通过与Rancher的结合,SUSE在数据中心到边缘的容器化工作负载实现了广泛的Arm应用。SUSE期待与Arm持续合作,通过优化的Arm架构解决方案,包括下一代Arm Neoverse处理器内核,帮助企业缩短实现价值的时间,使客户能够随即进行创新。”

——SUSE首席技术和产品官Thomas Di Giacomo

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