Arm Neoverse路线图升级，服务器市场再迎曙光

日前，Arm基础设施事业部高级副总裁兼总经理Chris Bergey表示：“在基础设施领域，Neoverse技术已在新的服务器与系统级芯片设计中崭露头角，其中软件与工具的支持也相当丰富且完整。开发者不仅能看到Neoverse带来性能与效率的大幅提升，也能在基础设施部署体验上享受到更多的设计自由度与灵活性。“

实际上，Arm一直以来都想在服务器和PC等市场占据一席之地，但这是一个格外漫长的旅程，经过多年的努力才得以实现。在经历了许多质疑和错误的尝试之后，到了2020年，再没有人可以忽视Arm在服务器市场的地位了。Arm不止具有竞争力，而且在多项指标上实际上处于领先地位。

Chris Bergey日前细数了Arm近两年所获得的成就：

1、在前七大互联网公司中，公开宣布采用Arm技术的就有4家；

2、在高性能计算HPC领域，以Arm技术架构为基础的“富岳(Fugaku)” 超级计算机名列TOP500排行榜第一；

3、在整个5G生态系统厂商中，从L1到传输的整个堆栈及新兴OpenRAN和VRAN计划，Arm都获得了一系列重设计项目；

4、在关键的基础架构和边缘应用领域，Arm已推出uCPE 转Arm以及Project Cassini计划。

5、在软件方面，Arm拥有最大的持续集成/持续交付（CI/CD）平台，始终专注于云原生，之后也将继续建立大量商用ISV应用程序。

而在PC领域，随着苹果打造自己的处理器，并放到iMAC上；一天前，微软与高通宣布合作，推出新App Assure计划，种种这些表明，Arm在PC领域的进展也在加速。

亚马逊的Gravion2 64核Neoverse N1服务器芯片是第一款真正意义上推动Arm服务器生态系统快速发展的产品，并积极挑战目前由Intel和AMD等x86厂商主导的基础设施CPU市场份额。芯片的开发的确是非常难得，这也是为何2018年Arm公布了服务器市场发展规划后，2020年才看到了Gravion2的问世。而此前，多数尝试采用Arm架构进入服务器市场的举措，都没能坚持到最后。

Bergey说：“Arm在中国服务器市场的早期成功来自于获得Arm架构授权的合作伙伴，我们也非常高兴地看到这些合作伙伴在服务器领域也持续取得了成功。对于目前没有很强设计经验的客户来讲，他们更倾向于选择Arm Neoverse核。”

全新平台，满足基础设施需求

Arm Neoverse成为Arm服务器领域的制胜关键。如今，Arm宣布Neoverse再度进阶，新增两个全新的平台—Arm Neoverse V1平台以及第二代的N系列平台Neoverse N2。 

相较于Neoverse N1，这两款新平台的性能分别高出50%和40% 。

Arm在服务器领域采取了和移动端类似的区分，不再一刀切，而是通过提供更多的选项。比如Cortex-X1和Cortex-A78，其中Cortex-X1专注最高性能，而Cortex-A78则关注PPA（功率、性能、面积），强调设计的平衡。

Neoverse V1形式就与X1类似，所以V1拥有更大的缓存和核心结构，使用更多的区域和功率来达到前所未有的性能水平。值得一提的是，性能提高50%仅仅是在同频率同工艺的条件下进行对比，如果制程改变或频率提高或进行其他方面的创新，性能还将有更大的提高。

如果我们以2.5GHz N1核的Gravion2为基准，理论上3GHz V1芯片每核单线程性能将提升80%。这样的性能提升不仅在单核性能方面大大超过了当前x86服务器领域的竞争对手，它足以与AMD和Intel目前最好的高性能桌面芯片相匹配。

除了Neoverse V1平台，我们还看到了新版本N2平台，将成为N1的继承者。与N1相比，仍然保持着相同的设计理念，但是性能提升了40%。

如下是Anandtech制作的图表，对比移动与服务器IP的时间点和对应关系。从图中我们可以看到，Cortex和Neoverse的几代产品几乎是同步开发的，所以这些微体系结构有很多相似之处。

Neoverse N2非常特别，因为它和Cortex-A78的下一代产品应该是有类似设计。Arm公司表示，他们将在今年年底前对“Perseus” N2平台进行授权，目前客户已经开始使用beta RTL。

值得注意的是，以上所有的设计都是基于奥斯汀的Cortex-A76基础微体系结构，Arm的下一代“Poserdon”设计将采用Arm的Sophia-Antipolis设计团队开始的全新的微体系结构，尽管Arm确实指出，如今不同团队之间存在更多的协作和模糊化。除了这代产品提升40%之外，Arm已经宣布了每年都将有30%的提升。

SVE的重大提升

可伸缩矢量扩展（Scalable Vector Extensions, SVE），是为高性能云、高性能计算与机器学习等市场带来庞大的应用潜力。 

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。

Neoverse V1和N2都可支持SVE，其中V1具有两个原生256位流水线，而N2是2x128位设计。SVE与其他SIMD ISA相比的优势在于，其中写入的代码可以随着微体系结构的执行宽度的变化而扩展，而这对于当今的Neon或AVX SIMD指令来说是无法实现的。

迄今为止，富士通的A64FX芯片和定制核心微体系结构是唯一宣布的且可与SVE一起使用的CPU，这意味着V1和N2将是Arm实际实施SVE的第一个自己的设计。

SiPearl的“ Rhea”芯片是第一个被确认采用新Neoverse V1内核的公共设计，该芯片采用7nm TSMC工艺节点，具有72个内核。Ampere的“ Siryn”也可能应用V1，预计2022年在台积电的5nm节点上发布。

SiPearl公司市场和业务拓展副总裁Craig Prunty表示，“SVE为HPC和机器学习带来更多的发展潜力。”

“装机即用“的软件与创新的组件 

Arm最重大的目标之一就是为合作伙伴的持续创新与设计灵活性提供必要的组件。其中的关键任务在于Arm的芯片级接口，这提供了设计系统层级解决方案的机会。Arm在CCIX与CXL的投资可以确保其生态系统得以快速且高效地推出相关的技术。Arm现在不但提供领先的处理器核，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。 

除了Arm的互连技术，Neoverse与其软件生态系统也已展现出庞大的机遇。这点还需要业界标准助力，而Project Cassini的目的就在于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，Project Cassini让行业伙伴在基于Arm平台上部署“装机即用“的软件充满信心。  

同时，Arm也持续推动基础设施的基础软件支持。操作系统 、虚拟机管理程序，例如 Xen、KVM、Docker容器以及越来越多的Kubernetes，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。 

“传统企业软件领域出现了“软件即服务”（SaaS）的发展趋势。面对这一趋势，由于在Arm架构之上能够创造非常有利的软件即服务产品，因此很多独立软件开发商（ISV）都对Arm表现出浓厚的兴趣，纷纷投入Arm阵营，在中国市场这一趋势尤其显著。我们也期待与他们有更多的合作。”