三年多以前，Arm宣布了他們的Neoverse系列基礎(chǔ)架構(gòu)CPU設(shè)計。決定通過專門為這些市場設(shè)計Arm CPU內(nèi)核來加倍投入服務(wù)器和邊緣計算市場——而不僅僅是回收以消費者為中心的Cortex-A設(shè)計——Arm開始以更加積極的方式應(yīng)對基礎(chǔ)設(shè)施市場。反過來，這些努力也為Arm及其合作伙伴帶來了越來越多的回報，多虧了亞馬遜的Graviton和Ampere Altra CPU等產(chǎn)品，他們終于能夠在服務(wù)器CPU市場上占據(jù)一席之地。

但隨著Arm CPU最終實現(xiàn)了過去十年未能實現(xiàn)的市場滲透，Arm需要確保它不會固步自封。在公司的三個Neoverse核心設(shè)計系列中——高效的E、靈活的N 和高性能的V——公司已經(jīng)在其第二代N核心上，恰當(dāng)?shù)胤Q為N2。現(xiàn)在，該公司正準(zhǔn)備用下一代V和E內(nèi)核更新Neoverse的其余產(chǎn)品線，這次宣布推出Neoverse V2和Neoverse E2內(nèi)核。這兩種設(shè)計都計劃將Armv9架構(gòu)帶給HPC和其他服務(wù)器客戶，并顯著提高性能。

Arm Neoverse V2：Armv9 助力高性能計算

引領(lǐng)Arm新CPU內(nèi)核IP的是該公司的第二代V系列設(shè)計Neoverse V2。代號為Demeter的完整V2平臺標(biāo)志著Arm對其高性能V系列內(nèi)核的首次迭代，以及該內(nèi)核陣容從Armv8.4 ISA向Armv9的過渡。雖然這只是Arm在服務(wù)器專用高性能內(nèi)核方面的第二次嘗試，但請不要誤會：Arm有雄心勃勃的目標(biāo)。該公司聲稱 Neoverse V2 CPU將提供市場上最高的單線程整數(shù)性能，超過AMD和英特爾的下一代設(shè)計。

雖然本周Arm發(fā)布的公告并不是對新架構(gòu)的全面深入研究——更令人惱火的是，該公司并沒有談?wù)摼唧w的PPA指標(biāo)——但Arm提供了一個高層次的視角，介紹了V2平臺將帶來的一些變化和功能。可以肯定的是，V2 IP已經(jīng)完成并在今天交付給客戶（最著名的是NVIDIA），但Arm在2023年第一批基于IP的芯片交付之前，在某種程度上對他們關(guān)于V2的說法有所隱瞞。

首先，Armv9的升級帶來了最新Arm架構(gòu)附帶的全套功能。這包括作為架構(gòu)基石功能的安全改進(jìn)（尤其適用于云共享環(huán)境）以及Arm較新的SVE2矢量擴展。

對于后者，Arm通過重新配置矢量引擎的寬度，在這里做出了一個有趣的改變；V1使用2管道256位SIMD實現(xiàn)SVE（1），而V2移動到4管道128位SIMD。最終結(jié)果是，V2的累積SIMD寬度不比V1寬，但執(zhí)行流程已更改為并行處理更多的較小向量。這一變化使SIMD管道寬度與Arm的Cortex部分相同（均為128位，SVE2的最小尺寸），但這確實意味著Arm不再通過使用更大的SIMD來充分利用SVE的可擴展部分。我希望一旦他們進(jìn)行完整的V2深入研究，我們就會知道為什么Arm會走這條路，因為我很好奇這是否純粹是一種效率游戲，或者更類似于整個Arm生態(tài)系統(tǒng)的同質(zhì)化設(shè)計。

除此之外，值得注意的是，雖然Arm的演示幻燈片將bfloat16和int8 matmul列為功能，但這些并不是新功能。盡管如此，Arm仍然承諾V2的SIMD處理將提供比V1更高的微架構(gòu)效率。

更廣泛地說，V2還將引入更大的L2緩存大小。V2設(shè)計支持每個核心最多2MB的私有L2緩存，是V1最大容量的兩倍。V2還將進(jìn)一步提高Arm的整數(shù)處理性能，盡管公司目前不打算進(jìn)一步詳細(xì)介紹。從架構(gòu)的角度來看，V1借鑒了Cortex-X1 CPU的設(shè)計，如果V2借鑒了X2的設(shè)計，這也就不足為奇了。在這種情況下，Snapdragon 8 Gen1和Dimensity 9000這樣的消費芯片應(yīng)該提供了一定的參考。

對于Demeter平臺，Arm將重新使用其CMN-700網(wǎng)狀fabric，其首次引入V1代。CMN-700仍然是一種現(xiàn)代網(wǎng)狀設(shè)計，在12x12配置中支持多達(dá)144個節(jié)點，并且適合與DDR5內(nèi)存以及PCIe 5/CXL 2接口以進(jìn)行I/O。因此，嚴(yán)格地說，V2并沒有在結(jié)構(gòu)層面帶來任何創(chuàng)新——即使是512MB的SLC也可以通過V1+CMN-700設(shè)置完成——但這確實意味著CMN-700Mesh及其功能現(xiàn)在是V2的基礎(chǔ)。

反過來，Neoverse V2核心將成為下一代高性能Arm服務(wù)器CPU的基石。事實上，這里的旗艦將是NVIDIA的Grace CPU，這將是2023年第一款（如果不是第一款）V2設(shè)計。NVIDIA之前宣布Grace將基于Neoverse設(shè)計，因此本周Arm的聲明最終證實了長期以來的懷疑，即Grace將以下一代NeoverseV核心為基礎(chǔ)。

就NVIDIA而言，他們的秋季GTC活動計劃在幾天內(nèi)舉行。因此，我們很可能會聽到更多關(guān)于Grace及其Neoverse V2基礎(chǔ)的信息，因為NVIDIA希望在明年發(fā)布之前推廣該芯片。

Neoverse E2:Cortex-A510用于N2

除了Neoverse V2的發(fā)布，Arm還利用本周的簡報發(fā)布了NeoverseE2平臺。與V2版本不同，這是一個規(guī)模小得多的公告，Arm只提供了一些技術(shù)細(xì)節(jié)。最終，E2投入使用的日子即將到來。

也就是說，E2平臺正在交付給合作伙伴，著眼于與現(xiàn)有N2平臺的互操作性。為此，Arm將Cortex-A510 CPU與Arm的小型/高效Cortex CPU核心配對，并將其與CMN-700網(wǎng)格配對。這旨在為服務(wù)器運營商/供應(yīng)商提供更多靈活性，為N2提供替代CPU核心，同時仍提供Arm mesh的現(xiàn)代I/O和內(nèi)存功能。強調(diào)這一點，E2系統(tǒng)背板甚至與N2背板兼容。

Neoverse Next: Poseidon, N-Next, and E-Next

最后，Arm本周發(fā)布的公告為公司所有三個Neoverse平臺的未來路線圖提供了一些信息，毫不奇怪，Arm正在開發(fā)每個平臺的更新版本。

值得注意的是，所有三種平臺都要求支持PCIe 6支持以及CXL 3.0。這將來自Arm的CMN網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)的下一次迭代，正如Arm今天已經(jīng)做的那樣，它在所有三個平臺之間共享。

同時，有趣的是，看到Poseidon的名字再次出現(xiàn)在Arm的路線圖中。回到Arm的第一個Neoverse路線圖，Poseidon是附在Arm的5mn/2021平臺上的名字，自N2和V1/V2以各種形式出現(xiàn)以來，Poseidon就是一個位置。由于V2直到2023年才在硬件上登陸，Poseidon/V3還需要幾年時間，但Arm保留代號（例如新的微體系結(jié)構(gòu)）可能有一定的意義。

但首先推出的將是N-Next平臺——可能的Neoverse N3。隨著Neoverse N平臺領(lǐng)先其他平臺一代（N2于2020年首次宣布），它將是下一個更新的平臺。N3將于2023年提供給合作伙伴，Arm廣泛宣傳新一代的性能和效率改進(jìn)。

編輯：黃飛