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Arm藉由Neoverse V1、N2核心架構推動超算、人工智慧與邊緣運算應用需求

去年宣布在對應伺服器等級的Neoverse系列核心設計中,新增對應高效能運算需求的V系列,並且將原本核心設計歸屬於N系列,作為基礎設施核心技術擴展。Arm在稍早說明中確認代號「Perseus」 (宙斯之子,英仙座)的Neoverse N2核心設計,將會是第一款對應Armv9指令集設計的核心架構,同時也支援雲端至邊緣運算應用場景,強調在安全性、功耗效率與運算表現均有顯著提升。

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從2018年擬定未來年發展佈局,並且強調將以每年提升30%效能速度增長,而從基於Cortex-A72核心設計、代號「Cosmos」 (宇宙)的基礎平台設計,進展至代號「Ares」 (戰神)的Neoverse N1核心設計,效能足足提升60%比例,因此也讓Arm更有信心持續佈局Neoverse核心發展,並且在去年宣布增加讓單執行緒效能大幅提昇、加入支援向量延伸指令集 (SVE)與支援2組256位元頻寬向量值運算的Neoverse V系列核心,同時也推出此系列首款核心設計、代號「Zeus」 (宙斯)的Neoverse V1。

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而去年更新中,Arm則是在代號「Poseidon」 (波賽頓)的下一款產品與Neoverse V1之間,增加代號為「Perseus」的核心架構設計,並且以Neoverse N2作為正式名稱。Arm確認Neoverse N2將以Armv9指令集設計打造,相比Neoverse N1在相同能耗情況下的IPC效能提升40%,在非同步框架網頁伺服器的大規模雲端運算應用的執行效能則可提升1.3倍,在基於5G網路邊緣運算架構的DPDK (Data Plane Development Kit)所對應L3封包處理效率則可提升1.2倍。

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至於今年預計有更多應用的Neoverse V1核心架構設計,則可藉由向量延伸指令集在相同編碼下完成自動向量化,同時鎖定百萬兆級運算需求打造,相比Neoverse N1在高效能運算等效能表現約可提升50%,機器學習效能則可提升4倍,並且可在各種向量工作負載提升1.8倍運算效率,更可透過向量延伸指令集使浮點運算吞吐量提升2倍。

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另外針對建構異質運算所需部分,Arm則是提出延續Neoverse CMN-600的Neoverse CMN-700設計,同樣對應可擴充、多核心、高效能運作表現,藉此讓每個運算向量對應效能與連接功能大幅提升,其中包含可對應核心數量、快取記憶體容量、可對應記憶體容量,以及I/O埠連接裝置類型及數量,其中加入支援DDR5記憶體與HBM記憶體模組設計,並且加入支援CXL (Compute Express Link)記憶體共享設計,藉此讓多組處理器整合時能更容易透過記憶體資源共享加快運算效率。

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目前包含騰訊、甲骨文、阿里巴巴、AWS等業者都已經開始導入Arm Neoverse技術,藉此擴展高效能運算,或是對應更龐大的雲端運算需求,而印度電子暨通訊技術部 (MeitY)更宣布以Neoverse V1架構打造超算等級CPU,同時也與法國Sipearl與韓國電子通訊研究所 (ETRI)共同推動印度國家百萬兆級超算電腦專案。

另外,Marvell更藉由旗下採Neoverse核心設計的Octone DPU推動5G網路運算架構,同時借助Arm在2019年提出的Project Cassini設計,Arm更預期可推動邊緣運算與物聯網應用佈署需求,並且確保雲原生應用運算體驗,目前Arm也與Vodafone等業者合作推動虛擬化及容器化運算網路架構,藉此能以軟體定義廣域網路 (SD-WAN)、防火牆與其他網路服務加速網路設備運算效能。

同時,NVIDIA日前提出採用Arm核心架構設計的「Grace」CPU,從符合Arm下一代Neoverse核心設計,以及支援Armv9指令集特性來看,預期「Grace」CPU採用Neoverse N2核心設計,並且透過NVLink設計讓GPU可直接透過CPU存取系統記憶體,藉此加快整體運算效率。

楊又肇 (Mash Yang)
mashdigi.com網站創辦人兼主筆,同時也是科技新聞業流浪漢。

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