Arm更新Neoverse产品路线图：N3/V3内核曝光，能效及AI性能大涨
2月22日，半导体IP大厂Arm宣布推出新一代 Arm Neoverse 技术。其中包括，通过性能效率更优异的 N 系列新 IP 扩展 Arm Neoverse 计算子系统 (CSS) 产品路线图。与 Neoverse CSS N2 相比，Neoverse CSS N3 的每瓦性能可提高 20%。此外，Arm 还首次将计算子系统引入性能优先的 V 系列产品线，新的 Neoverse CSS V3 基于全新的 Neoverse V3 IP 打造，与此前的 Neoverse CSS 产品相比，其单芯片性能可提高 50%。
据介绍，Neoverse CCS N3系列将从32核心的Neoverse N3开始，并具有一对 DDR5 内存控制器、一对 I/O 控制器和可选的芯片间互连，可以创建将两个32核心的Neoverse N3整合在一起，形成 64 个核心。这些N3内核都是根据最新的 Armv9.2 规范构建的。目前，N3 核心或 CSS N3的工艺制程尚未公布，但相信它将有台积电的5nm和3nm以及三星和英特尔的先进制程工艺可供选择。32核心的Neoverse CCS N3的TDP功耗为40W TDP，这似乎表明该设计将采用台积电的3nm工艺。Arm也表示，与 Neoverse CSS N2 相比，Neoverse CSS N3 的每瓦性能可提高 20%。
另外，N3 封装还可以缩小至 8 个内核，大概带有 1 个 DDR 控制器和 1 个 I/O 控制器。根据 2022 年 9 月公布的路线图，猜测 N3 核心将支持 DDR5 内存和 PCI-Express 6.0 外围控制器以及 CXL 3.0 。
目前，从小型传感器到大型数据中心，全球都在拥抱人工智能 (AI)。AI 正应用于教育、就业、制造、医疗、交通等方方面面。而作为全球应用最为普及的架构，Arm 架构也是运行 AI 的基石。在基础设施领域，通用 CPU 已不再能满足需求。亚马逊云科技 (AWS)、微软和 NVIDIA 等头部科技企业纷纷针对其从芯片到软件和系统的整个堆栈进行重新设计与优化，以满足 AI 这个要求更高的新工作负载所需的性能、效率和总体拥有成本 (TCO) 需求。
因此，Neoverse CCS N3核心可能会进一步加强面向AI的计算单元，具体有会有多少个尚不清楚。此前的Neoverse CCS N2核心就集成了两个 128 位向量计算单元，每个时钟可以执行四次 FP64 操作，然后将其分解可以实现混合精度性能。预计Neoverse CCS N3核心可能会升级到4个 128 位向量计算单元。
至于全新的Neoverse CCS V3 核心，官方的资料显示，其基于64核的Neoverse V3 核心，拥有6个DDR5 内存控制器、4个 I/O 控制器和两个芯片间互连，并支持PCIe Gen5和CXL3.0。通过芯片间互联，可以升级到可以升级至128核。相对于此前的 Neoverse CSS N2，其单芯片性能可提高 50%。
在AI能力方面，Neoverse CCS V3的矢量和矩阵计算能力可能将是Neoverse CCS N3核心的两倍。最早的Neoverse V1 核心有两个256 位向量计算单元，而之后Neoverse V2核心则改为四个128 位向量计算单元，每个时钟可执行 8 次 FP64 操作。Neoverse CCS V3 核心可能将会配备八个 128 位向量计算单元。
特别值得一提的是，Neoverse CCS V3在内存支持方面不仅支持 DDR5 内存，还支持HBM内存，那么接下来，看是否有 CPU 制造商会将 HBM 加入到CPU当中中，这将会很有趣，可能将会进一步提升CPU的AI能力。
Arm公布的另一张图片，展示了Neoverse V3 如何与Neoverse V2 相比，以及 N3 如何与 N2 对比，在各种工作负载下的提升幅度：
比如在人工智能数据分析(AI data analytics)方面，Neoverse V3的性能相比Neoverse V2大幅提升了84%，而Neoverse N3的性能相比Neoverse N2更是大幅提升了196%。
Arm 高级副总裁兼基础设施事业部总经理 Mohamed Awad 表示：“我们很荣幸地看到，业内的技术先行者均选择 Arm Neoverse 平台作为其实现全球 AI 愿景的基石。这不仅印证了 Arm 的技术领先地位，以及我们赋能合作伙伴创新的自由度，同时也彰显了我们生态系统的强劲实力。由于 Arm 能以其他厂商无法做到的方式，将技术、灵活性和合作伙伴这三个要素有机结合，造就了 Arm 在行业内的独特定位。”
Arm Neoverse CSS 是具革新意义的产品。作为一套经优化、集成和验证的平台，Neoverse CSS 汇集了构成系统级芯片 (SoC) 核心的关键技术。借助 Neoverse CSS，Arm 为寻求差异化优先、SoC 优化和加快上市进程的合作伙伴打造了健全的起点。由于 Arm 与生态伙伴的合作程度比起其他计算供应商都还要深入，因此 Neoverse CSS 旨在为最重要的工作负载优化其 TCO，并为芯粒 (Chiplet) 等新兴关键技术提供支持。
Neoverse CSS 已广受头部云服务提供商、初创公司等业内各类企业青睐，并采用于云计算、网络、数据中心基础设施，以及 AI 等多样化的应用中。Microsoft Azure Cobalt CPU 便是基于 Neoverse CSS 所打造的产品之一。
生态系统是 Arm 有力的资产之一。为了让合作伙伴能够快速且成功地交付定制解决方案，Arm 稍早推出了 Arm 全面设计 (Arm Total Design) 生态项目，旨在汇集合作伙伴致力于无缝交付基于 Neoverse CSS 的定制 SoC。
Arm同时宣布，Arm 全面设计生态项目已吸引超过 20 家来自各方技术合作伙伴的加入，他们均致力于确保高性能、高效率解决方案的广泛可触及性，助力满足 AI 加速未来的计算需求。基于 Neoverse CSS 的技术，这些合作伙伴已在方方面面携手合作，从验证 IP、定制固件，到在全球先进的工艺节点上打造芯粒。
基于 Arm 全面设计生态伙伴的反馈意见，Arm 打造出近期发布的芯粒系统架构 (Chiplet System Architecture, CSA)。CSA 旨在定义一个功能强大、支持通用的芯粒生态系统。
从提供基础的计算平台，以实现更胜以往的创新，到为部署关键工作负载的五万多家企业提供领先的软件生态系统，Arm Neoverse 平台的发展势头令人振奋。随着来自头部企业对基于 Neoverse 平台的技术、系统、软件和芯片的持续投入，Arm 始终位居解决世界上复杂计算挑战的核心。Arm 将持续致力于提供合作伙伴所需的技术、创新和生态系统，进而共同让 AI 的愿景成为现实。
编辑：芯智讯-浪客剑