نسل بعدی هسته های CPU Arm Server


کمتر از چهار سال پیش، Arm خانواده طراحی‌های CPU زیرساخت Neoverse خود را اعلام کرد. تصمیم به کاهش دو برابری در بازارهای سرور و مح،ات لبه با طراحی هسته‌های Arm CPU به طور خاص برای آن بازارها – و نه فقط بازیافت طرح‌های Cortex-A متمرکز بر مصرف‌کننده – Arm تصمیم گرفت بازار زیرساخت را به شیوه‌ای بسیار تهاجمی‌تر مق، کند. این تلاش‌ها، به ،ه خود، به‌طور فزاینده‌ای برای Arm و شرکای آن، که به لطف محصولاتی مانند Graviton آمازون و CPU‌های Ampere Altra، توانسته‌اند بخش مهمی از بازار پردازنده‌های مرکزی سرور را تصاحب کنند، به‌طور فزاینده‌ای نتیجه داده است.

اما از آنجایی که پردازنده‌های Arm در نهایت به نفوذی در بازار دست می‌یابند که در دهه گذشته از آن‌ها دوری می‌،د، Arm باید مطمئن شود که بر روی موفقیت‌های خود نیست. از سه خط طراحی هسته Neoverse این شرکت – E کارآمد، N انعطاف پذیر و V با کارایی بالا – این شرکت در حال حاضر در نسل دوم هسته های N خود است که به درستی N2 نامیده می شود. اکنون، این شرکت در حال آماده‌سازی برای به‌روزرس، بقیه سری Neoverse با نسل بعدی هسته‌های V و E است و امروز هسته‌های Neoverse V2 و Neoverse E2 را معرفی می‌کند. هر دوی این طرح‌ها قرار است معماری Armv9 را به HPC و سایر مشتریان سرور و همچنین بهبود عملکرد قابل توجهی ارائه دهند.

Arm Neoverse V2: Armv9 Graces مح،ات با عملکرد بالا

پیشتاز هزینه IP هسته CPU جدید Arm، طراحی نسل دوم سری V این شرکت، Neoverse V2 است. پلتفرم کامل V2، با کد Demeter، اولین تکرار Arm در هسته های سری V با عملکرد بالا و همچنین انتقال این مجموعه هسته از Armv8.4 ISA به Armv9 را نشان می دهد. و در حالی که این دومین بار است که Arm در یک هسته اختصاصی با کارایی بالا برای سرورها انجام می دهد، اشتباه نکنید: هدف Arm بلندپروازانه است. این شرکت ادعا می‌کند که CPU‌های Neoverse V2 بالاترین عملکرد عدد صحیح تک رشته‌ای موجود در بازار را ارائه می‌کنند و طرح‌های نسل بعدی AMD و Intel را تحت‌الشعاع قرار می‌دهند.

در حالی که اعلامیه این هفته از Arm یک غواصی کامل از معماری جدید نیست – و آزاردهنده تر، این شرکت در مورد معیارهای خاص PPA صحبت نمی کند – Arm نگاهی سطح بالا به برخی از تغییرات و ویژگی ها ارائه می دهد. که با پلتفرم V2 عرضه خواهد شد. مطمئناً، IP V2 در حال حاضر تمام شده است و امروز برای مشتریان ارسال می شود (به ویژه NVIDIA)، اما Arm تا حدی با آنچه در مورد V2 می گویند قبل از عرضه اولین تراشه های مبتنی بر IP در سال 2023 بازی می کند.

اول از همه، دست انداز Armv9 مجموعه کاملی از ویژگی هایی را که با جدیدترین معماری Arm ارائه می شود، به همراه دارد. این شامل پیشرفت‌های امنیتی است که یکی از ویژگی‌های اصلی معماری (و مخصوصاً برای محیط‌های به اشتراک گذاشته شده در فضای ابری مفید) به همراه ،دهای برداری SVE2 جدیدتر Arm است.

در مورد دوم، Arm در اینجا با پیکربندی مجدد عرض موتورهای برداری خود تغییر جالبی ایجاد می کند. در حالی که V1 SVE(1) را با استفاده از یک SIMD 256 بیتی خط لوله پیاده سازی کرد، V2 به 4 لوله SIMD 128 بیتی منتقل می شود. نتیجه خالص این است که عرض تجمعی SIMD V2 از V1 بیشتر نیست، اما جریان اجرا برای پردازش تعداد بیشتری از بردارهای کوچکتر به صورت موازی تغییر کرده است. این تغییر عرض خط لوله SIMD را با قطعات Arm’s Cortex ی،ان می کند (که همه 128 بیتی هستند، حداقل اندازه برای SVE2)، اما به این م،ی است که Arm دیگر از مزایای کامل استفاده نمی کند. مقیاس پذیر بخشی از SVE با استفاده از SIMD های بزرگتر. من انتظار دارم وقتی که یک شیرجه عمیق V2 کامل انجام داد، متوجه خواهیم شد که چرا Arm این مسیر را طی می کند، زیرا من کنجکاو هستم که آیا این صرفاً یک بازی کارآمد است یا چیزی شبیه به همگن ، طرح ها در سراسر ا،یستم Arm.

گذشته از آن، احتمالاً شایان ذکر است که در حالی که اسلایدهای ارائه Arm’s bfloat16 و int8 matmul را به ،وان ویژگی‌ها قرار می‌دهند، اینها نیستند. جدید امکانات. با این حال، Arm قول داده است که پردازش SIMD V2 باعث بهبود کارایی ریزمعماری نسبت به V1 خواهد شد.

به طور گسترده تر، V2 همچنین اندازه های کش L2 بزرگتر را معرفی خواهد کرد. طراحی V2 از حدا،ر 2 مگابایت حافظه پنهان L2 خصوصی در هر هسته پشتیب، می کند که دو برابر حدا،ر اندازه V1 است. V2 همچنین بهبودهای بیشتری را در عملکرد پردازش اعداد صحیح Arm ارائه خواهد کرد، اگرچه شرکت در این مرحله به جزئیات بیشتر نمی‌پردازد. از نقطه نظر معماری، V1 کمی از طراحی CPU Cortex-X1 به عاریت گرفته شده است، و خیلی تعجب آور نخواهد بود اگر یک بار دیگر این مورد برای V2، قرض گرفتن از X2 باشد. در این صورت تراشه‌های مصرف‌کننده مانند اسنپدراگون 8 Gen1 و Dimensity 9000 باید مرجعی مبهم در مورد انتظارات ارائه دهند.

برای پلت فرم Demeter، Arm از پارچه مش CMN-700 خود استفاده مجدد خواهد کرد، که اولین بار برای نسل V1 معرفی شد. CMN-700 هنوز یک طراحی مش مدرن با پشتیب، از حدا،ر 144 گره در پیکربندی 12×12 است و برای رابط با حافظه DDR5 و همچنین PCIe 5/CXL 2 برای I/O من، است. در نتیجه، به طور دقیق، V2 چیز جدیدی در سطح پارچه به ارمغان نمی آورد – حتی 512 مگابایت SLC را می توان با راه اندازی V1 + CMN-700 انجام داد – اما این بدان م،ی است که مش CMN-700 و ویژگی های آن اکنون یک خط پایه در حال حرکت رو به جلو با V2 است.

هسته Neoverse V2 به ،ه خود سنگ بنای نسل آینده پردازنده های Arm Server با عملکرد بالا خواهد بود. پرچمدار واقعی در اینجا CPU Grace NVIDIA است که یکی از اولین (اگر نه اولین) طراحی V2 خواهد بود که در سال 2023 عرضه می شود. NVIDIA قبلاً اعلام کرده بود که Grace بر اساس طراحی Neoverse خواهد بود، بنابراین اعلامیه این هفته از آرم در نهایت این ظن دیرینه را تأیید می کند که گریس بر اساس نسل بعدی هسته Neoverse V ساخته شده است.

NVIDIA به ،ه خود، رویداد پاییزی GTC خود را تا چند روز دیگر برنامه ریزی کرده است. بنابراین به احتمال زیاد ما کمی بیشتر در مورد Grace و زیربنای Neoverse V2 آن خواهیم شنید، زیرا NVIDIA به دنبال تبلیغ این تراشه قبل از عرضه آن در سال آینده است.

Neoverse E2: Cortex-A510 برای استفاده با N2

در کنار معرفی Neoverse V2، Arm همچنین از جلسه توجیهی این هفته برای معرفی پلتفرم Neoverse E2 استفاده می کند. برخلاف افشای V2، این یک اعلامیه در مقیاس بسیار کوچکتر است و Arm فقط تعداد انگشت شماری از جزئیات فنی را ارائه می دهد. در نهایت، روز E2 در آفتاب کمی دیرتر خواهد آمد.

با این حال، پلتفرم E2 در حال تحویل به شرکای خود است که به قابلیت همکاری با پلت فرم N2 موجود توجه دارند. برای این منظور، Arm CPU Cortex-A510، هسته CPU Cortex کم/با کارآمدی Arm را جفت کرده و آن را با مش CMN-700 جفت کرده است. این در نظر گرفته شده است تا با ارائه یک هسته CPU جایگزین برای N2 به اپراتورها/فروشندگان سرور انعطاف‌پذیری بیشتری بدهد، در حالی که همچنان ویژگی‌های I/O و حافظه مدرن Arm’s mesh را ارائه می‌دهد. با تاکید بر این موضوع، سیستم E2 Backplane حتی با Backplane N2 سازگار است.

Neoverse Next: Poseidon، N-Next و E-Next

در نهایت، اعلامیه Arm در این هفته نگاهی اجمالی به نقشه راه آینده این شرکت برای هر سه پلتفرم Neoverse را ارائه می‌کند، جایی که، جای تعجب نیست، Arm در حال کار بر روی نسخه‌های به‌روزرس، شده هر یک از پلتفرم‌ها است.

قابل ذکر است، هر سه پلتفرم نیاز به اضافه ، پشتیب، از PCIe 6 و همچنین پشتیب، از CXL 3.0 دارند. این از تکرار بعدی ش،ه مش CMN Arm’s به دست می آید، که همانطور که Arm در حال حاضر انجام می دهد، بین هر سه پلت فرم مش، است.

در همین حال، جالب است که بار دیگر نام Poseidon در نقشه راه آرم ظاهر شود. به Arm’s برمی گردم اولین نقشه راه NeoversePoseidon نامی بود که به سکوی Arm’s 5mn/2021 ،بیده بود، نقطه ای که از آن زمان توسط N2 و V1/V2 به اشکال مختلف گرفته شد. با توجه به اینکه V2 تا سال 2023 وارد سخت افزار نمی شود، Poseidon/V3 هنوز سال ها باقی مانده است، اما احتمالاً حفظ نام رمز Arm (مانند ریزمعماری جدید) اهمیت دارد.

اما ابتدا پلتفرم N-Next – Neoverse N3 قابل پیش بینی از دروازه خارج خواهد شد. با وجود پلتفرم Neoverse N یک نسل جلوتر از بقیه (N2 برای اولین بار در سال 2020 معرفی شد)، این پلتفرم بعدی خواهد بود که قرار است به روز شود. N3 قرار است در سال 2023 در دسترس شرکا قرار گیرد و Arm به طور گسترده از بهبود عملکرد و کارایی نسلی تبلیغ می کند.


منبع: https://www.anandtech.com/s،w/17575/arm-announces-neoverse-v2-and-e2-the-next-generation-of-arm-server-cpu-cores