芯东西9月23日报道，今天，Arm公布下一代Neoverse服务器CPU设计，不仅公布N系列的第二代产品N2，还首次推出了全新产品类别Neoverse V系列平台，剑指最高单线程性能。

　　▲最新Neoverse服务器CPU路线图

　　Neoverse V1内核（代号Zeus）支持可伸缩扩展（SVE），具备更高的单线程性能和机器学习性能，适用于对CPU性能和带宽要求更高的应用。相较N1内核，V1单线程性能提高了50%以上。

　　N2内核（代号Perseus）提供更多的内核数和优化的性能/功率比，具有更好的横向扩展性能。相较N1内核，N2单线程性能提高了40%以上。

　　Neoverse N系列的PPA特征定义是性能、功率、面积得到了同等考量，擅长可扩展；E系列主要关注效率，对于网络流量和数据应用程序非常有效，在功耗和面积的缩减上进行优化；V系列旨在提供最佳性能，需要添加更大的缓存、窗口和队列，相对来说会消耗更多面积和功耗。

　　Arm基础设施事业部高级副总裁兼总经理Chris Bergey说，Arm承诺每年30%的性能提升，将持续到2022年及以后。

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　　Neoverse V1：主打高单线程性能，支持可伸缩矢量扩展

　　Neoverse V1面向7nm和5nm工艺技术而设计，是Arm的第一个支持可伸缩矢量扩展（Scalable Vector Extensions，SVE）的设计核心，将支持256位宽度的向量，适合高性能计算、高性能云和机器学习处理任务。

　　SVE可基于未知宽度向量单元的软件编程模型，执行单指令流多数据流（SIMD）整数、bfloat16、浮点指令。SVE可确保软件编码的可移植性与使用寿命，同时兼顾高效的执行。

　　“我们的芯片伙伴可以完全控制SVE电压和频率转换，富士通A64FX CPU就是一个很好的例子，在执行SVE代码时，它可以全天全频率运行。”

　　Chris Bergey介绍说，对于开发者而言，主要好处是SVE的架构使其可以在寄存器宽度之间无缝转换，因此，他们可以合并新的宽向量SVE指令，同时可以重新使用为较小的寄存器编写的辅助函数。

　　V1还支持PCIe 5.0连接、DDR5、HBM2e和CCIX 1.0，以实现插槽之间的芯片与封装内小芯片之间的双向一致性通信。

　　与Neoverse N1相比，Neoverse V1的单线程性能可提升超过50%。

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　　Neoverse N2：主打高度可扩展性，单线程性能较N1提升40%

　　Neoverse N2被设计为一个超级可扩展平台，用来满足横向扩展的性能需求。

　　N2面向5nm工艺技术而设计，支持PCIe 5.0和DDR5，通过支持用于高带宽存储器的HBM3以及用于结构的CCIX 2.0和CXL 2.0来进一步扩展。

　　此外，相较Neoverse N1，Neoverse N2在保持相同水平的功率和面积效率之余，单线程性能提升了40%。

　　它不会像V1在每线程性能具有突出表现，但它将在恒定的TDP中支持更多内核。它可以支持从20W、8个内核到350W、192个内核，用例可横跨云、智能网卡（SmartNICs）、企业网络到功耗受限的边缘设备。

　　N2在边缘计算要求的性能下，甚至非常有限的TDP条件下，同样能展现出良好的性能表现。“对于企业网络和SmartNIC应用，没有比N2更好的解决方案。”Chris Bergey说。

　　Arm的一位性能工程负责人做了一张有趣的图表，X轴是芯片级性能，Y轴是每线程性能，Arm认为客户和运营商将需要更多的单线程性能。

　　Chris Bergey认为，N1 CPU在芯片级吞吐量和单线程性能方面，都将超过市场上的任何产品。V1和N2在图的右上方，Arm也展示了这两款新品预期的性能提升。

　　“我们知道其他竞争架构不会停滞不前，但我们非常有信心N2将继续代表最高的单芯片性能，而V1将在未来提供最高的单线程性能。”Chris Bergey谈到。

　　▲Arm的移动设备和服务器CPU IP之间的世代同级产品（图源：AnandTech）

　　值得注意的是，同一时期串联开发的Arm移动IP系列Cortex和Neoverse产品之间存在相似之处，例如Neoverse N1是与Cortex-A76一起开发的，因此这两个微体系结构可以看作是兄弟设计，具有很多相似之处。

　　Neoverse V1可以看作是Cortex-X1的同级设计，可能共享许多为这两个旗舰CPU开发的超大型内核结构。Neoverse N2较为特殊，代表了下一代Cortex-A内核的兄弟设计，是A78的后续产品。

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　　“装机即用”的软件与创新的组件

　　除了提供更高性能的处理器核外，Arm还为合作伙伴提供可扩展性的交换网，用以支持大量的处理器核。

　　Arm在CCIX与CXL进行投资，确保其生态系统得以快速且高效地推出相关的技术。

　　迄今为止，日本富士通超算的A64FX芯片和定制核心微架构是唯一一款宣布和提供SVE的CPU， Neoverse V1和N2将是Arm第一批实现SVE的自主设计处理器核。

　　在软件生态系统方面，Arm Project Cassini旨在为软件开发者提供流畅的体验，通过标准、平台安全性与参考实施，使得行业伙伴可基于Arm平台上部署“装机即用”的软件。

　　同时，Arm也持续推动基础软件支持。例如，Xen、KVM、Docker容器以及越来越多的Kubernetes等操作系统、虚拟机管理程序，都已经陆续宣布支持Arm架构。许多初期由Arm推动的开源项目正在变得自主运转，同时，商用ISV应用程序也齐步演进。

　　Chris Bergey谈到，Arm希望每一代有30%以上的性能提升，除了与技术团队的努力分不开外，与整个软件生态的逐渐成熟也有很大关系，许多原生软件现已能够无缝运行在软件架构上。

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　　7大互联网公司已有4家公开宣布采用Arm技术

　　Arm自十年前就开始部署数据中心领域的高效计算技术。

　　2018年，Arm首次公布在基础设施市场的初步产品——Neoverse服务器CPU路线图，这个“量尺”用来衡量Arm在接下来的18个月的进程，并承诺以每年增长30%的平台性能为指标，持续优化到2021年。

　　过去两年间，Arm在服务器市场取得一系列落地进展。

　　在互联网领域，前7大互联网公司中有4家公开宣布采用Arm技术进行部署。

　　在高性能计算（HPC）领域，搭载Arm服务器CPU的日本富士通超算是今年全球排名第一的超级计算机。

　　在整个5G生态系统厂商中，从L1到传输的整个堆栈，以及新兴的OpenRAN和VRAN计划，Arm都获得一系列重大设计项目。

　　在基础架构和边缘，Arm已推出uCPE转Arm以及Project Cassini计划，并将在两周后的Arm DevSummit大会上更新Project Cassini第一年的进展。

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　　结语：Arm在服务器市场的竞争力显著增长

　　如今第一代Neoverse N1基础架构CPU IP产品已经以商业和公开可用的形式进入市场，下一代Neoverse平台也即将面世。

　　无论是近年推出的基于Arm平台的服务器处理器产品，还是今天所公布的新一代处理器核的性能，都足见Arm已成为数据中心服务器市场的竞争力正显著提升。

　　今天的发布只是预告片，据Chris Bergey透露，Arm将在明年深入分享关于V1和N2产品的更多细节。