日前，arm基礎(chǔ)設(shè)施事業(yè)部高級(jí)副總裁兼總經(jīng)理chris bergey表示：“在基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域，neoverse技術(shù)已在新的服務(wù)器與系統(tǒng)級(jí)芯片設(shè)計(jì)中嶄露頭角，其中軟件與工具的支持也相當(dāng)豐富且完整。開發(fā)者不僅能看到neoverse帶來性能與效率的大幅提升，也能在基礎(chǔ)設(shè)施部署體驗(yàn)上享受到更多的設(shè)計(jì)自由度與靈活性。“

實(shí)際上，arm一直以來都想在服務(wù)器和pc等市場占據(jù)一席之地，但這是一個(gè)格外漫長的旅程，經(jīng)過多年的努力才得以實(shí)現(xiàn)。在經(jīng)歷了許多質(zhì)疑和錯(cuò)誤的嘗試之后，到了2020年，再?zèng)]有人可以忽視arm在服務(wù)器市場的地位了。arm不止具有競爭力，而且在多項(xiàng)指標(biāo)上實(shí)際上處于領(lǐng)先地位。

chris bergey日前細(xì)數(shù)了arm近兩年所獲得的成就：

1、在前七大互聯(lián)網(wǎng)公司中，公開宣布采用arm技術(shù)的就有4家；

2、在高性能計(jì)算hpc領(lǐng)域，以arm技術(shù)架構(gòu)為基礎(chǔ)的“富岳(fugaku)” 超級(jí)計(jì)算機(jī)名列top排行榜第一；

3、在整個(gè)5g生態(tài)系統(tǒng)廠商中，從l1到傳輸?shù)恼麄€(gè)堆棧及新興openran和vran計(jì)劃，arm都獲得了一系列重設(shè)計(jì)項(xiàng)目；

4、在關(guān)鍵的基礎(chǔ)架構(gòu)和邊緣應(yīng)用領(lǐng)域，arm已推出ucpe 轉(zhuǎn)arm以及project cassini計(jì)劃。

5、在軟件方面，arm擁有最大的持續(xù)集成/持續(xù)交付（ci/cd）平臺(tái)，始終專注于云原生，之后也將繼續(xù)建立大量商用isv應(yīng)用程序。

而在pc領(lǐng)域，隨著蘋果打造自己的處理器，并放到imac上；一天前，微軟與高通宣布合作，推出新app assure計(jì)劃，種種這些表明，arm在pc領(lǐng)域的進(jìn)展也在加速。

亞馬遜的gravion2 64核neoverse n1服務(wù)器芯片是第一款真正意義上推動(dòng)arm服務(wù)器生態(tài)系統(tǒng)快速發(fā)展的產(chǎn)品，并積極挑戰(zhàn)目前由intel和amd等x86廠商主導(dǎo)的基礎(chǔ)設(shè)施cpu市場份額。芯片的開發(fā)的確是非常難得，這也是為何2018年arm公布了服務(wù)器市場發(fā)展規(guī)劃后，2020年才看到了gravion2的問世。而此前，多數(shù)嘗試采用arm架構(gòu)進(jìn)入服務(wù)器市場的舉措，都沒能堅(jiān)持到最后。

bergey說：“arm在中國服務(wù)器市場的早期成功來自于獲得arm架構(gòu)授權(quán)的合作伙伴，我們也非常高興地看到這些合作伙伴在服務(wù)器領(lǐng)域也持續(xù)取得了成功。對(duì)于目前沒有很強(qiáng)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的客戶來講，他們更傾向于選擇arm neoverse核。”

全新平臺(tái)，滿足基礎(chǔ)設(shè)施需求

arm neoverse成為arm服務(wù)器領(lǐng)域的制勝關(guān)鍵。如今，arm宣布neoverse再度進(jìn)階，新增兩個(gè)全新的平臺(tái)—arm neoverse v1平臺(tái)以及第二代的n系列平臺(tái)neoverse n2。

相較于neoverse n1，這兩款新平臺(tái)的性能分別高出50%和40% 。

arm在服務(wù)器領(lǐng)域采取了和移動(dòng)端類似的區(qū)分，不再一刀切，而是通過提供更多的選項(xiàng)。比如cortex-x1和cortex-a78，其中cortex-x1專注最高性能，而cortex-a78則關(guān)注ppa（功率、性能、面積），強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)的平衡。

neoverse v1形式就與x1類似，所以v1擁有更大的緩存和核心結(jié)構(gòu)，使用更多的區(qū)域和功率來達(dá)到前所未有的性能水平。值得一提的是，性能提高50%僅僅是在同頻率同工藝的條件下進(jìn)行對(duì)比，如果制程改變或頻率提高或進(jìn)行其他方面的創(chuàng)新，性能還將有更大的提高。

如果我們以2.5ghz n1核的gravion2為基準(zhǔn)，理論上3ghz v1芯片每核單線程性能將提升80%。這樣的性能提升不僅在單核性能方面大大超過了當(dāng)前x86服務(wù)器領(lǐng)域的競爭對(duì)手，它足以與amd和intel目前最好的高性能桌面芯片相匹配。

除了neoverse v1平臺(tái)，我們還看到了新版本n2平臺(tái)，將成為n1的繼承者。與n1相比，仍然保持著相同的設(shè)計(jì)理念，但是性能提升了40%。

如下是anandtech制作的圖表，對(duì)比移動(dòng)與服務(wù)器ip的時(shí)間點(diǎn)和對(duì)應(yīng)關(guān)系。從圖中我們可以看到，cortex和neoverse的幾代產(chǎn)品幾乎是同步開發(fā)的，所以這些微體系結(jié)構(gòu)有很多相似之處。

neoverse n2非常特別，因?yàn)樗蚦ortex-a78的下一代產(chǎn)品應(yīng)該是有類似設(shè)計(jì)。arm公司表示，他們將在今年年底前對(duì)“perseus” n2平臺(tái)進(jìn)行授權(quán)，目前客戶已經(jīng)開始使用beta rtl。

值得注意的是，以上所有的設(shè)計(jì)都是基于奧斯汀的cortex-a76基礎(chǔ)微體系結(jié)構(gòu)，arm的下一代“poserdon”設(shè)計(jì)將采用arm的sophia-antipolis設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)開始的全新的微體系結(jié)構(gòu)，盡管arm確實(shí)指出，如今不同團(tuán)隊(duì)之間存在更多的協(xié)作和模糊化。除了這代產(chǎn)品提升40%之外，arm已經(jīng)宣布了每年都將有30%的提升。

sve的重大提升

可伸縮矢量擴(kuò)展（scalable vector extensions, sve），是為高性能云、高性能計(jì)算與機(jī)器學(xué)習(xí)等市場帶來龐大的應(yīng)用潛力。

sve可基于未知寬度向量單元的軟件編程模型，執(zhí)行單指令流多數(shù)據(jù)流（simd）整數(shù)、bfloat16、浮點(diǎn)指令。sve可確保軟件編碼的可移植性與使用壽命，同時(shí)兼顧高效的執(zhí)行。

neoverse v1和n2都可支持sve，其中v1具有兩個(gè)原生256位流水線，而n2是2x128位設(shè)計(jì)。sve與其他simd isa相比的優(yōu)勢在于，其中寫入的代碼可以隨著微體系結(jié)構(gòu)的執(zhí)行寬度的變化而擴(kuò)展，而這對(duì)于當(dāng)今的neon或avx simd指令來說是無法實(shí)現(xiàn)的。

迄今為止，富士通的a64fx芯片和定制核心微體系結(jié)構(gòu)是唯一宣布的且可與sve一起使用的cpu，這意味著v1和n2將是arm實(shí)際實(shí)施sve的第一個(gè)自己的設(shè)計(jì)。

sipearl的“ rhea”芯片是第一個(gè)被確認(rèn)采用新neoverse v1內(nèi)核的公共設(shè)計(jì)，該芯片采用7nm tsmc工藝節(jié)點(diǎn)，具有72個(gè)內(nèi)核。ampere的“ siryn”也可能應(yīng)用v1，預(yù)計(jì)2022年在臺(tái)積電的5nm節(jié)點(diǎn)上發(fā)布。

sipearl公司市場和業(yè)務(wù)拓展副總裁craig prunty表示，“sve為hpc和機(jī)器學(xué)習(xí)帶來更多的發(fā)展?jié)摿Α！?/p>

“裝機(jī)即用“的軟件與創(chuàng)新的組件

arm最重大的目標(biāo)之一就是為合作伙伴的持續(xù)創(chuàng)新與設(shè)計(jì)靈活性提供必要的組件。其中的關(guān)鍵任務(wù)在于arm的芯片級(jí)接口，這提供了設(shè)計(jì)系統(tǒng)層級(jí)解決方案的機(jī)會(huì)。arm在ccix與cxl的投資可以確保其生態(tài)系統(tǒng)得以快速且高效地推出相關(guān)的技術(shù)。arm現(xiàn)在不但提供領(lǐng)先的處理器核，還為合作伙伴提供可擴(kuò)展性的交換網(wǎng)，用以支持大量的處理器核。

除了arm的互連技術(shù)，neoverse與其軟件生態(tài)系統(tǒng)也已展現(xiàn)出龐大的機(jī)遇。這點(diǎn)還需要業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)助力，而project cassini的目的就在于為軟件開發(fā)者提供流暢的體驗(yàn)。通過標(biāo)準(zhǔn)、平臺(tái)安全性與參考實(shí)施，project cassini讓行業(yè)伙伴在基于arm平臺(tái)上部署“裝機(jī)即用“的軟件充滿信心。

同時(shí)，arm也持續(xù)推動(dòng)基礎(chǔ)設(shè)施的基礎(chǔ)軟件支持。操作系統(tǒng) 、虛擬機(jī)管理程序，例如 xen、kvm、docker容器以及越來越多的kubernetes，都已經(jīng)陸續(xù)宣布支持arm架構(gòu)。許多初期由arm推動(dòng)的開源項(xiàng)目正在變得自主運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)，商用isv應(yīng)用程序也齊步演進(jìn)。

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