Arm 基础设施事业部高级产品经理 Tim Trepetch
Arm 基础设施事业部产品经理 Massimiliano Greco
突破传统基础设施
从云到边缘,Arm Neoverse 正凭借出色的性能、效率、设计灵活性和总体拥有成本 (TCO) 优势,革新传统基础设施芯片领域。
云和超大规模服务运营商正不断增大计算密度。随着 Microsoft Cobalt、阿里巴巴的倚天 710、AmpereOne等配置 128 核或以上的 CPU 设计进入市场,单个封装可实现的性能更强,且下一代的目标还将远高于 128 核。
随着 CPU 性能逐步提高,市场对人工智能 (AI)、网络和加密加速器等专用计算的需求也随之持续增长。这显然需要将这些加速器集成在一起,才能更有效地提高性能和效率,与此同时,还需实现模块化设计,以便将加速器与不同的通用计算引擎进行混合搭配。
基于 Neoverse N3 CPU 的 Neoverse CSS N3
图 1:Neoverse CSS N3 概览
Arm Neoverse 计算子系统 (CSS) 支持在新的工艺节点上快速开发先进的系统级芯片 (SoC)。通过在设计中使用预配置、预验证的 CSS,合作伙伴节省了 80 人/年的工程师时间,以及相应的机会成本,使其能够专注于实现助其系统增值的“秘密法宝”。
Neoverse CSS N3 构建在 Neoverse CSS N2 经过市场验证的优良表现之上,能通过新的架构功能提供更高的性能和效率,为数据中心市场带来更优越的单芯片性能和单 TCO 性能表现。此外,Neoverse CSS N3 还为边缘和网络应用带来了出色的效率。CSS N3 以 Neoverse S3 系统 IP 为基础,Neoverse S3 系统 IP 包括了一致性网状网络 CMN S3、系统内存管理单元 MMU S3 和片上网络 NOC S3。此外,CSS N3 还包含系统管理和本地控制处理器,以及 CPU 和系统 IP 协同设计与共同开发,以优化 PPA 和系统级功能的支持。
Neoverse CSS N3 支持 32 颗 Neoverse N3 核心,可在低至 40W 的功率范围内实现优异性能。该产品具备高度可配置性,适用于电信、数据处理单元 (DPU) 、网络和云等多个领域,可以在 8 核至 32 核之间进行扩展配置。
除了性能和效率的大幅提升之外,Neoverse CSS N3 还支持基于芯粒的设计。它支持 UCIe 晶粒间 (die-to-die) 连接标准,结合 Arm 新的 AMBA CHI C2C 协议,为构建异构加速计算奠定了基础。可以预见的是,Arm Neoverse CSS N3 将在当今专用计算领域蓬勃发展。基于 CSS N3 的芯粒可通过 AMBA CHI C2C 连接到 I/O 一致性加速器,从而将加速器封装在一起,进一步提高性能和效率,这一方法可用来取代传统的解决方案。在过往的解决方案中,其加速器是通过 PCIe 进行板级连接,这会导致更高的延迟、软件复杂性和功耗。
Neoverse N3 CPU 优异的效率表现
以每瓦性能来衡量的性能效率是 CPU 评估的一大关键指标。5G/6G 无线基础设施要求现代计算解决方案表现出更高的性能,同时功耗预算须保持不变。新一代的 DPU 需要配备功能更强大的 CPU,以便在 PCIe 设备规范的限制内运行成熟的操作系统、虚拟机、容器及其他数据包处理功能。头部云服务提供商正着手在机架的冷却能力范围内,部署核心数量更多、更密集的 CPU。“能效”几乎是所有细分市场的主要设计决策要素。Neoverse N3 便是以能效作为其设计核心。
Neoverse N3 CPU 延续了 Neoverse N2 经过市场验证的效率表现。经过 Arm CPU 设计团队的不懈努力,他们强化了分支预测器、预取器的性能,并优化了微架构,进而实现了效率的提升。此外,他们还改进了电源管理表现,增加了精度更高的每核动态电压频率调整 (DVFS) 功能,以实现更出色的性能效率。这些工作成果使得 N3 在效率表现上比上一代产品提高了 20% 以上。
Neoverse N3 可以满足多样的 SoC 设计要求,包括 16 核网络设计、32 核电信 RAN 或云 DPU 设计,以及 192 核超大规模和云 CPU 等等。Neoverse N3 还提供了多种电压和频率选择,与 Neoverse N2 相比,其每核性能效率提高了 20% 至近 50%。
图 2:Arm Neoverse N3 CPU
总结
Neoverse N3 CPU 的推出实现了 Neoverse N 系列持续提供出色的每瓦性能的目标。新的 CSS N3 结合了 Neoverse N3 优异的性能和效率与 Neoverse S3 系统 IP,成为一套定制性更强的计算子系统。与上一代的 CSS 相比,Neoverse CSS N3的每瓦性能可提高 20% 至近 50%。CSS N3 平台适用于云到边缘设计,可帮助我们的合作伙伴将 Arm 强大的处理器与加密、网络或 AI 加速器等等多种专用组件结合在一起,打造更具差异性的新产品。
我们的合作伙伴将有望在 2024 年底推出基于 Neoverse N3 和 CSS N3 的创新芯片设计,让我们共同翘首以待。
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