角逐服務器、DPU芯片，Arm Neoverse平臺大躍升

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/黃晶晶）自今年4月份，Arm對外揭示Neoverse V1和N2平臺的技術細節(jié)后，市場上合作伙伴的新產(chǎn)品與合作進展持續(xù)推進，覆蓋到云服務，高性能計算，5G/網(wǎng)絡等。在最近，Arm 基礎設施事業(yè)部全球高級總監(jiān)鄒挺Frank Zou向電子發(fā)燒友網(wǎng)等媒體介紹了具體的合作進展情況，也分享了Arm在服務器芯片領域的策略和規(guī)劃。

基于Arm Neoverse平臺的CPU具有顯著的性能和成本優(yōu)勢

甲骨文基發(fā)布Ampere A1 Compute，基于Arm架構的實例引進Oracle云端基礎設施（OCI），其中通過Ampere Altra向市場推出業(yè)界首款80核的Arm架構服務器SoC，以及第一顆為現(xiàn)代云與邊緣計算數(shù)據(jù)中心推出的云原生CPU。
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Ampere Altra是安晟培半導體（Ampere Computing）今年3月發(fā)布的“首款云原生處理器”，擁有80個64位Arm處理器內核，下一代Ampere Altra Max將擁有128個內核，可兼容Ampere 80核的Altra處理器，并支持雙路服務器平臺。


甲骨文新的OCI Ampere A1 Compute云實例具有每核每小時0.01美元的成本優(yōu)勢，以及可擴充1至80個CPU的高度彈性配置，對開發(fā)者在開發(fā)如視頻編碼、高擴展的網(wǎng)絡應用如MySQL，或機器學習推論等下一代Arm架構的高性能計算應用時，提供額外的選擇。鄒挺表示，這樣的成本優(yōu)勢和可擴展彈性都對客戶有著極強的吸引力。
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鄒挺還介紹，Cloudflare是一家基于網(wǎng)絡基礎設施提供CDN內容分發(fā)網(wǎng)絡與減緩DDoS攻擊的服務提供商，該公司在今年7月首次采用基于Arm架構服務器進行部署，通過采用基于Arm Neoverse平臺的CPU，每瓦性能提高57%。相較于2013年設計的服務器，Cloudflare現(xiàn)在在基于Arm架構的系統(tǒng)上，可以安全地處理10倍以上的互聯(lián)網(wǎng)請求。
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在國內，阿里云、百度智能云、騰訊都基于Arm平臺進行產(chǎn)品開發(fā)與軟件優(yōu)化。
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例如阿里云推出云服務器ECS Arm實例規(guī)格族公測，基于Arm架構處理器與第三代神龍架構的通用性實例g6r已經(jīng)上線；百度智能云數(shù)據(jù)庫正積極發(fā)展Arm平臺數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品，目前已經(jīng)完成Arm架構的全棧代碼改造和性能優(yōu)化，性能打平傳統(tǒng)架構平臺；通過性能測試、數(shù)據(jù)交流、技術研討等形式，騰訊與Arm雙方不斷推動JDK在Arm架構的發(fā)展。目前騰訊上的ZGC在基于Arm架構已經(jīng)大規(guī)模生產(chǎn)，并得到了實踐應用。
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基于Arm架構的富岳超級計算機連續(xù)三次排名第一

由日本國立研究開發(fā)法人理化學研究所（RIKEN）與富士通公司共同基于Arm架構開發(fā)的超級計算機“富岳”連續(xù)第三次名列國際超級計算機500 大（TOP500）排行榜的第一名。這項成就凸顯了Arm 架構能夠以無與倫比的能效、性能和可擴展性，滿足高性能計算（HPC）領域的復雜計算需求。隨著更多基于Arm架構的解決方案被采用，Arm HPC 生態(tài)系統(tǒng)快速增長。 許多合作伙伴已宣布計劃將最近推出的 Neoverse V1 平臺用于百萬兆級和 HPC 項目，包括SiPearl、韓國電子通信研究院（ETRI）、·印度電子和信息技術部MeitY。

5G/網(wǎng)絡：首個采用Neoverse N2的網(wǎng)絡解決方案發(fā)布

Marvell發(fā)布了基于Neoverse N2平臺的OCTEON 10 DPU，與前幾代OCTEON產(chǎn)品相比，OCTEON 10的性能提高了3倍，功耗降低了50%。這款新發(fā)布的解決方案不僅是第一個采用 Neoverse N2的網(wǎng)絡解決方案，還是第一個采用5納米工藝的內核。
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NVIDIA 宣布將在NVIDIA Aerial A100 AI-on-5G 平臺上擴大對Arm架構CPU的支持，該計算平臺使用 NVIDIA Aerial 軟件開發(fā)套件，并將與內置16個Arm Cortex-A78 處理器的NVIDIA BlueField-3 A100 配套工作，為企業(yè)和網(wǎng)絡設備制造商提供高性能5G RAN和AI平臺。
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在國內，通過工程協(xié)作、資源對接、生態(tài)促進等形式，Arm持續(xù)助力中國運營商構建 5G+AICDE 新一代智能基礎設施。
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這些應用領域的發(fā)展情況并不一致。鄒挺表示，在云領域，Arm已經(jīng)取得了相對領先的成功，AWS、Oracle、騰訊、百度都在進行基于Arm架構上對于他們的應用軟件、操作系統(tǒng)、中間件等進行設計以及優(yōu)化。


在HPC方面，富岳的超級計算機再度在HPC的性能測試上取得的成功。
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5G方面，國內的聯(lián)想、日海，國外的諾基亞、三星對于Arm技術的采用。邊緣計算雖然是一個比較成熟的市場，也擁有包括恩智浦、Marvell、NVIDIA等等合作伙伴，預計未來在這個領域Arm也會取得相當?shù)某晒Α?br /> ?

Arm服務器芯片勢不可擋

幾年前Arm在服務器市場的拓展可能并不太順利，不過，從以上Arm Neoverse平臺受到互聯(lián)網(wǎng)大廠采用的情況越來越多，可以看到Arm服務器芯片受到了空前的重視。為何如此？
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鄒挺認為，對于未來基礎設施的多樣化要求，傳統(tǒng)上那種放之四海而皆準的解決方案已經(jīng)不再適用。面對越來越多的多樣化的工作負載，摩爾定律的減緩以及符合數(shù)據(jù)中心占地面積和功率密度的要求，云服務提供商和超大型互聯(lián)網(wǎng)公司正在推動的創(chuàng)新也達到了一個前所未有的水平。這些都在驅動整個數(shù)據(jù)中心的優(yōu)化，現(xiàn)在這些優(yōu)化逐漸從上層應用遷移到整機，擴展到服務器處理器。
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通過Neoverse，Arm和廣泛生態(tài)合作伙伴系統(tǒng)正在提供一個獨特的平臺，來實現(xiàn)未來針對服務器芯片的解決方案。其中，AWS Graviton2 所帶來的強勁發(fā)展勢頭就是這個共同愿景的非常有力的證明。
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在中國市場，國內的 Neoverse 客戶和合作伙伴正在和我們一起針對服務器應用領域，共同進行探討和合作。我相信在不久的未來，能看到國內合作伙伴發(fā)布越來越多基于?Arm Neoverse 平臺的產(chǎn)品和解決方案的動態(tài)和進展。
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互聯(lián)網(wǎng)大廠選擇了自研芯片是出于定制化芯片的需求，而對于那些獨立的Arm服務器芯片廠商來說，則更青睞標準化Arm服務器芯片。鄒挺表示大量的企業(yè)客戶對于標準化Arm服務器芯片所帶給他們的高性價比、優(yōu)異的TCO表現(xiàn)，有著很濃烈的興趣，特別是二線互聯(lián)網(wǎng)和企業(yè)市場對于標準化Arm服務器需求的高速增長，給獨立的Arm服務器芯片廠商帶來非常廣闊的市場前景。

Arm Neoverse是DPU的優(yōu)選項

早前，Marvell發(fā)布了基于Neoverse N2平臺的OCTEON 10 DPU。NVIDIA宣布在BlueField-3 DPU 中使用了Arm的技術，還有Intel發(fā)布的Mount Evans采用了16個Arm Neoverse N1的內核。在國內DPU的發(fā)展也成為一大熱門領域。
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鄒挺分析，從DPU的實現(xiàn)來看，DPU連接到主機系統(tǒng)，并通過PCI-Express插槽接收電源，這會限制DPU可用的能耗，出于這個原因，再加上DPU支持專用的工作負載加速器和數(shù)據(jù)包處理功能，所以DPU中的處理器能否提供出色的每瓦性能至關重要。而?Neoverse N 系列能夠提供行業(yè)領先的每瓦性能表現(xiàn)，正是作為 DPU?核心的最佳選擇。
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他還表示，不僅是國內的互聯(lián)網(wǎng)巨頭，乃至全球的頭部互聯(lián)網(wǎng)公司，在開始逐步部署和適配標準化DPU產(chǎn)品的同時，大部分也在探索自研或外包開發(fā)適合自己業(yè)務特殊需求的定制化DPU產(chǎn)品，ASIC SoC DPU是普遍的最后目標產(chǎn)品形態(tài)，雖然中間我們也看到用FPGA 過渡的解決方案。

Neoverse平臺三大產(chǎn)品系列的不同策略

鄒挺解析，Arm Neoverse分為三個產(chǎn)品系列，每個產(chǎn)品系列針對于不同的應用領域都有其獨特優(yōu)勢。V系列平臺強調以性能為優(yōu)先的新型計算系列，目前以Neoverse V1平臺為代表。


N系列平臺以PPA為考量重點，在性能、功耗、面積之間尋找平衡設計，目前該系列的產(chǎn)品有Neoverse N1與N2平臺。適用于通用服務器的CPU芯片，智能網(wǎng)卡的應用芯片，5G基站的網(wǎng)絡設備等。
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E系列平臺：主要關注點是吞吐量效率，在功耗和面積的縮減上進行了優(yōu)化，對于網(wǎng)絡流量和數(shù)據(jù)應用程序非常有效，目前以Neoverse E1平臺為代表。
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另外，Arm Neoverse CMN-700是業(yè)界最先進的mesh互連技術，能充分發(fā)揮 Neoverse V1 和N2平臺的性能與每瓦性能優(yōu)勢。對于這一點，鄒挺表示，最新的Neoverse內核支持新的數(shù)學功能和數(shù)據(jù)格式，這些都可以作為提高機器學習的推理性能。相較于傳統(tǒng)的CPU，這些功能可以加速推理吞吐量高達4倍。對于機器學習訓練，一般運用GPU和NPU來執(zhí)行大部分的處理任務，但是，可以在Arm CMN-700互連技術中支持CXL，實現(xiàn)這些GPU、NPU與CPU的連接，提供更低時延，更高吞吐量的連接。

中國基礎設施的市場機會很大

鄒挺表示，在中國市場我們重點關注的領域是云數(shù)據(jù)中心/超大型互聯(lián)網(wǎng)領域、和5G網(wǎng)絡/電信市場這兩個垂直領域，如前所述已經(jīng)有不少國內的合作伙伴。


半導體芯片的國產(chǎn)化浪潮中呈現(xiàn)出了成百上千的芯片產(chǎn)業(yè)賽道，例如CPU、DPU、GPU等，這些領域都涌現(xiàn)出了大量具有發(fā)展?jié)摿Φ膭?chuàng)業(yè)公司。Arm Neoverse IP平臺對于基礎設施領域的芯片開發(fā)提供了一個非常有競爭力的基石，同時Arm也愿意與國內的芯片廠商一起通過技術交流、生態(tài)對接，共同助力國內產(chǎn)業(yè)升級。
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