Амбиции Arm в отношении серверного рынка были долгим путем, на реализацию которого потребовались годы. После многих сомнений и попыток фальстарта сегодня, в 2020 году, никто не может отрицать, что чипы на базе процессора IP компании не только конкурентоспособны, но и лидируют в своем классе по нескольким показателям.

64-ядерный серверный чип Neoverse N1 от Amazon Graviton2 является первым из того, что должно стать более широким спектром проектов, которые будут продвигать экосистему серверов Arm вперед и активно атаковать долю рынка инфраструктурных процессоров, на которой в настоящее время доминируют игроки x86, такие как Intel и AMD. .

Путь был долгим, но он уходит корнями в дорожные карты, публично запланированные компанией еще в 2018 году. Перенесемся в 2020 год, и мы увидели не только продукты с первым поколением инфраструктурных IP-процессоров Neoverse N1. рынка в коммерческой и общедоступной форме, но мы видели, что компания превысила запланированный 30% -ный прирост поколения в 2 раза.

Neoverse V1: новый процессор инфраструктуры уровня максимальной производительности

Сегодня мы готовы сделать следующий шаг к следующему поколению платформы Neoverse, раскрывая не только микроархитектуру ЦП, ранее известную как Zeus, но и совершенно новую категорию продуктов, выходящую за рамки серии Neoverse N: Представляем новый Neoverse V-series и Neoverse V1 (Zeus), а также новая вставка дорожной карты в виде Neoverse N2 (Perseus).

Новый Neoverse V1 представляет новую серию V в портфеле IP-инфраструктур Arm, и, по сути, это представляет собой стремление компании к более высокой абсолютной производительности независимо от стоимости.

Читайте также:
Батарея смартфона может следить за нами

Ранее этой весной мы рассказали о новом мобильном IP-процессоре Cortex-X1 компании, который представляет собой существенное изменение бизнес-модели для Arm: вместо того, чтобы предлагать только одну универсальную микроархитектуру ЦП, которую лицензиатам пришлось использовать в более широком диапазоне дизайнов и точки производительности, мы теперь наблюдаем расхождение микроархитектур: одно IP-предложение теперь ориентировано на чистую максимальную производительность (Cortex-X1), независимо от площади или затрат на электроэнергию, в то время как другой дизайн (Cortex-A78) фокусируется на Arm более традиционная философия проектирования максимизированного PPA (Power, Performance, Area).

Микроархитектура Zeus в форме Neoverse V1, по сути, является аналогом инфраструктуры тому, что Arm достиг в предложении мобильного IP с ЦП Hera Cortex-X1: фокус на максимальной производительности с меньшим вниманием к мощности и площади.

Это означает, что V1 имеет значительно большие кеши, структуры ядер, используя большую площадь и мощность для достижения беспрецедентного уровня производительности.

Что касается повышения производительности поколений, это похоже на то, как Arm бросает вызов конкурентам, достигая новаторского повышения IPC на +50 по сравнению с Neoverse N1, которое мы видим сегодня в кремнии. Потенциал повышения производительности здесь огромен, так как это всего лишь обновление частоты ISO в том же процессе, и фактические продукты на основе V1 также, по всей вероятности, также будут иметь дополнительный прирост производительности благодаря увеличению частот за счет усовершенствования технологических узлов.

Если мы возьмем Graviton2 с консервативной тактовой частотой с его ядрами N1 с частотой 2,5 ГГц в качестве основы, теоретический чип V1 с тактовой частотой 3 ГГц обеспечит 80% -ное повышение производительности одного ядра в однопоточном режиме. Такой прирост производительности не только значительно превзойдет любую текущую конкуренцию x86 в серверном пространстве с точки зрения производительности на ядро, но и будет достаточно, чтобы соответствовать лучшим текущим высокопроизводительным чипам для настольных ПК от AMD и Intel на сегодняшний день (хотя мы должны помнить он будет конкурировать с продуктами нового поколения Zen3 Milan и Willow Cove Sapphire Rapids).

Читайте также:
Catalyst XR: электрический городской транспорт

Neoverse N2 — это Персей — продолжает фокус внимания PPA

Наряду с платформой Neoverse V1 мы видели вставку дорожной карты, которой раньше не было. Дизайн Perseus станет Neoverse N2 и станет эффективным преемником N1 с точки зрения позиционирования продукта. Этот новый CPU IP представляет собой 40% -ное повышение IPC по сравнению с N1, однако по-прежнему сохраняет ту же философию дизайна, которая заключается в максимальном увеличении производительности при минимальном энергопотреблении и минимальной площади.

Когда речь заходит о поколениях микроархитектур, о которых мы здесь говорим, это может немного сбивать с толку, поэтому я сделал график, чтобы проиллюстрировать то, что мы можем назвать поколениями братьев и сестер между мобильным устройством Arm и IP-адресом процессора сервера:

Хотя это всего лишь общий приблизительный набросок продуктов Arm, важно отметить сходство между поколениями продуктов Cortex и Neoverse, поскольку они разрабатывались в тандеме в одинаковые моменты времени во время их проектирования. Neoverse N1 был разработан совместно с Cortex-A76, и, таким образом, две микроархитектуры можно рассматривать как родственные конструкции, поскольку они имеют много общего.

Neoverse V1 можно рассматривать как родственник Cortex-X1, вероятно, разделяющий многие структуры ядра увеличенного размера, которые были разработаны для этих двух флагманских процессоров.

Neoverse N2 немного более особенный, так как представляет собой родственный дизайн ядра Cortex-A следующего поколения, которое является продолжением A78. Арм говорит, что они получат лицензию на этот дизайн «Персея» к концу года и что клиенты уже участвуют в бета-версии RTL — мы, вероятно, услышим больше об этом поколении продуктов на мероприятии TechDay в следующем году. N2 будет отставать от V1 на один год, и впоследствии потребуется больше времени, чтобы увидеть это в продуктах.

Читайте также:
Whitebook Tiger Lake для всех

Следует отметить, что все вышеперечисленные проекты созданы в Остине и могут рассматриваться как принадлежащие к тому же семейству микроархитектур, которое было начато с Cortex-A76. Если я не ошибаюсь, проекты «Посейдона» следующего поколения будут основаны на новой микроархитектуре, созданной командой дизайнеров Arm Sophia-Antipolis — хотя Arm отмечает, что в настоящее время между различными командами намного больше сотрудничества и размытости. Здесь Arm уже отмечает + 30% -ное повышение IPC для этого поколения дизайнов, которое, вероятно, появится в продуктах в 2023 году.

Нераскрытая архитектура с SVE: Armv9?

Одной очень примечательной характеристикой Neoverse V1 и N2 является тот факт, что они теперь поддерживают SVE (масштабируемые векторные расширения), причем V1 имеет два собственных 256-битных конвейера, а N2 имеет дизайн 2×128-бит. Преимущество SVE перед другими SIMD ISA заключается в том, что код, написанный в нем, может масштабироваться с различной шириной исполнения микроархитектуры, что просто невозможно с сегодняшними SIMD-инструкциями Neon или AVX.

Чип Fujitsu A64FX и специализированная микроархитектура ядра на сегодняшний день были единственным процессором, который был анонсирован и доступен с SVE, а это означает, что V1 и N2 будут первыми собственными разработками Arm, фактически реализующими SVE.

Сегодняшние объявления об этой части процессоров V1 и N2 вызвали больше вопросов, чем ответов, поскольку компания не хотела раскрывать, относится ли эта поддержка к набору команд SVE первого поколения или они уже поддерживают SVE2.

Читайте также:
LG V10: новый смартфон с двумя экранами и двумя селфи-камерами

Фактически, компания не подтвердила даже базовую архитектуру проектов, будь то проекты Armv8 или одна из последующих итераций. Это крайне необычно для компании, поскольку это традиционно прозрачно в отношении таких основных аспектов их IP-адресов.

Я думаю, здесь происходит то, что V1 и N2 может быть обе Armv9 разрабатывает, и компания публично представит новую версию ISA где-то между сегодняшним анонсом и не позднее середины следующего года — конечно, это всего лишь моя собственная интерпретация ситуации, поскольку Arm отказался комментировать эту тему.

Обновить: На самом деле кажется, что Арм уже публично превзошел начальные записи компилятора в GCC для Zeus еще в июне, подтверждая, что по крайней мере Neoverse V1 является дизайном Armv8.4 + SVE (1). Я все еще думаю, что N2 может быть дизайном v9 + SVE2.

В итоге мы получаем две чрезвычайно привлекательные новые микроархитектуры, которые значительно продвигают позиции Arm на рынке инфраструктуры. Neoverse N2 — это очевидный дизайн, ориентированный на показатели Arm PPA, и компания видит клиентов, разрабатывающих продукты, которые в первую очередь ориентированы на «горизонтально масштабируемые» рабочие нагрузки, требующие большого количества ядер ЦП. Здесь мы могли видеть конструкции до 128 ядер.

Neoverse V1 будет иметь конструкции с меньшим количеством ядер, поскольку процессоры просто больше и потребляют больше энергии. Arm считает, что диапазон 64-96, скорее всего, будет принят лицензиатами. Это лучшие продукты, которые будут идти вразрез с лучшим из того, что могут предложить Intel и AMD, и если прогнозы производительности оправдаются (как это обычно бывает с Arm), то нас ждет жестокая конкурентная борьба, в отличие от нас. видел раньше.

Читайте также:
Apple Watch заменят визитные карточки

Первой широко известной разработкой, в которой подтверждено использование новых ядер Neoverse V1, является микросхема SiPearl «Rhea», которая имеет 72 ядра в 7-нм технологическом узле TSMC. Дизайн Ampere «Siryn» также будет кандидатом на применение микроархитектуры V1, намеченной к выпуску в 2022 году на 5-нм узле TSMC.

Сегодняшнее объявление было скорее тизером или анонсом, поскольку компания планирует более подробно рассказать об архитектуре и микроархитектуре проектов позже. Саммит Arm’s DevSummit запланирован на 6-8 октября — и, возможно, именно здесь мы услышим немного больше о новой архитектуре.

Связанное чтение:



Source link