详解ARM Neoverse V1和N2新平台技术细节,各有什么性能绝招
时间：2021-04-28 22:42:49
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上个月底是Arm 10年来第一次更新设计架构-发布最新一代架构Armv9，本周公布了两个新平台，并发布了更多关于Neoverse N2和Neoverse V1的技术细节，以及Project Cassini 、Mesh互联技术Neoverse CMN-700。同时，Arm介绍了更多生态建设方面的进展，包括与腾讯、阿里云、甲骨文等公司合作的进展。
Arm今天还发布了全新的计算平台“Arm Neoverse V1”。
这是Arm设计的第一个支持SVE(可伸缩矢量扩展)的内核，可为高性能计算、机器学习带来大幅度的性能提升。
Arm N系列是注重平衡性、高能效的平台，Arm V系列则是追求极致性能，具备更大的缓冲、缓存、窗口、队列设计，拥有更大的带宽、面积、功耗。
基于性能至上的理念，V1平台创造了Arm迄今为止最宽的微架构，可容纳更多运行指令，支持高性能和百万兆级计算，再加上SVE功能，V1在单核性能上优势十分明显，全方位碾压N2平台。
而在强化单核性能的同时，V1平台也支持强大的多核心扩展，最多可以做到96核心96线程，工艺上可以使用7nm、5nm，还支持DDR5内存、PCIe 5.0总线、HBM2e高带宽内存、CCIX 1.1互连标准等。
Arm V1平台仍然基于Armv8.4-A CPU指令集，不过整体架构、模块组成和基于Armv9指令集的非常类似，有诸多相通之处，同时也有全方位的微架构改进，针对基准测试、服务器/高性能计算工作负载的全面增强，当然也不会不计代价地拉高功耗，同样在电源、功耗、发热管理方面做了强化。
相比于N1，作为Arm强调性能优先的新型计算系列的第一个平台，V1带来了50％的性能提升、1.8倍的矢量工作负载优化、4倍的机器学习工作负载优化，可以灵活地为高度依赖CPU性能、带宽的应用构建强大的计算能力，SoC设计也非常灵活。
生态方面，法国芯片公司SiPearl、韩国电子通信研究所(ETRI)，都在打造基于V1平台的高性能SoC。
印度电子信息技术部(MeitY)夜间采纳V1平台，打造国家级百万兆级高性能计算项目。
另外，Arm今天同步发布了Arm Neoverse CMN-700，这是业界最先进的Mesh网格互连技术，能充分发挥V1、N2平台的性能、能效优势。
在上一代CMN-600的基础上，CMN-700在每个矢量上都进一步提升了性能，包括核心数量、缓存大小、附加内存及IO设备的数量和类型等等。
今天，Arm又发布了第一个基于Armv9指令集架构的平台“Arm Neoverse N2”，在安全性、能耗、性能等方面都有全面的提升，可为新一代基础设施核心铺平道路。
Neoverse N系列平台最为注重性能的扩展性、平衡性，特别针对单位功耗、单位面积的性能，以及单位功耗、面积的核心数。
相比主要搭档7nm工艺的上代平台N1，新一代N2最佳搭档是5nm，两相对比在保持相同水平的功率、面积效率的基础上，N2的IPC同频性能(约等于单线程性能)可提升达40％，而频率也可以提高10％。
N2平台可以横跨从高吞吐量计算到功率与尺寸受限的边缘、5G应用场景，且性能提升明显，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，以及提升1.4倍的SPECint2006。
N2平台内部集成了Armv9.0-A CPU核心、指令集单元、64KB一级指令缓存、64KB一级数据缓存、512KB/1MB ECC二级缓存、异步桥接(Async Bridges)、AMBA 5 CHI直接连接、CoreSight等模块，微架构全方位改进，重点增强基准测试、实际服务器工作负载。、
而在外部系统连接中，它可以支持DDR5内存、PCIe 5.0总线、HBM3高带宽内存，等等。
N2还是第一个具备SVE2功能的平台，可为云到边缘的性能效率带来巨大的提升，比如机器学习、数字信号处理、多媒体、5G等场景中，还具备编程简易性、可移植性等优势。
SMT同步多线程是如今处理器架构设计的一个核心要素，不过另一方面，在云端等共享环境中，专属内核可以提供更具可预测性、确定性的性能，而且更有利于抵御常见的侧信道攻击，这也是N2的理念。
同时，它维持了相同的功耗、面积效率，加入了性能定义功耗管理(PDP)。
N2平台起步就是32核心32线程，最多可以做到128核心128线程，对比N1平台翻了一番，同时比传统架构的64核心128线程更具竞争力。
生态方面，Marvell美满电子已经发布了基于Neoverse N2平台的OCTEON系列网络解决方案，预计2021年底前试产，相比上代性能提升高达3倍。
阿里云在即将上线的Arm架构ECS实例上已经完成测试，SPECjbb测试数据表现惊艳，而且基于Arm架构运行的DragonWell JDK性能提高了 50%。
腾讯也在硬件测试和软件支持方面持续投入，云应用上已经可以采用Arm Neoverse技术。
责编：editorAlice
