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角逐服务器、DPU芯片，Arm Neoverse平台大跃升

2021-09-04 08:00:00

自今年4月份，Arm对外揭示Neoverse V1和N2平台的技术细节后，市场上合作伙伴的新产品与合作进展持续推进，覆盖到云服务，高性能计算，5G/网络等。在最近，Arm 基础设施事业部全球高级总监邹挺Frank Zou向电子发烧友网等媒体介绍了具体的合作进展情况，也分享了Arm在服务器芯片领域的策略和规划。

基于Arm Neoverse平台的CPU具有显著的性能和成本优势

甲骨文基发布Ampere A1 Compute，基于Arm架构的实例引进Oracle云端基础设施（OCI），其中通过Ampere Altra向市场推出业界首款80核的Arm架构服务器SoC，以及第一颗为现代云与边缘计算数据中心推出的云原生CPU。

Ampere Altra是安晟培半导体（Ampere Computing）今年3月发布的“首款云原生处理器”，拥有80个64位Arm处理器内核，下一代Ampere Altra Max将拥有128个内核，可兼容Ampere 80核的Altra处理器，并支持双路服务器平台。

甲骨文新的OCI Ampere A1 Compute云实例具有每核每小时0.01美元的成本优势，以及可扩充1至80个CPU的高度弹性配置，对开发者在开发如视频编码、高扩展的网络应用如MySQL，或机器学习推论等下一代Arm架构的高性能计算应用时，提供额外的选择。邹挺表示，这样的成本优势和可扩展弹性都对客户有着极强的吸引力。

邹挺还介绍，Cloudflare是一家基于网络基础设施提供CDN内容分发网络与减缓DDoS攻击的服务提供商，该公司在今年7月首次采用基于Arm架构服务器进行部署，通过采用基于Arm Neoverse平台的CPU，每瓦性能提高57%。相较于2013年设计的服务器，Cloudflare现在在基于Arm架构的系统上，可以安全地处理10倍以上的互联网请求。

在国内，阿里云、百度智能云、腾讯都基于Arm平台进行产品开发与软件优化。

例如阿里云推出云服务器ECS Arm实例规格族公测，基于Arm架构处理器与第三代神龙架构的通用性实例g6r已经上线；百度智能云数据库正积极发展Arm平台数据库产品，目前已经完成Arm架构的全栈代码改造和性能优化，性能打平传统架构平台；通过性能测试、数据交流、技术研讨等形式，腾讯与Arm双方不断推动JDK在Arm架构的发展。目前腾讯上的ZGC在基于Arm架构已经大规模生产，并得到了实践应用。

基于Arm架构的富岳超级计算机连续三次排名第一

由日本国立研究开发法人理化学研究所（RIKEN）与富士通公司共同基于Arm架构开发的超级计算机“富岳”连续第三次名列国际超级计算机500 大（TOP500）排行榜的第一名。这项成就凸显了Arm 架构能够以无与伦比的能效、性能和可扩展性，满足高性能计算（HPC）领域的复杂计算需求。随着更多基于Arm架构的解决方案被采用，Arm HPC 生态系统快速增长。许多合作伙伴已宣布计划将最近推出的 Neoverse V1 平台用于百万兆级和 HPC 项目，包括SiPearl、韩国电子通信研究院（ETRI）、·印度电子和信息技术部MeitY。

5G/网络：首个采用Neoverse N2的网络解决方案发布

Marvell发布了基于Neoverse N2平台的OCTEON 10 DPU，与前几代OCTEON产品相比，OCTEON 10的性能提高了3倍，功耗降低了50%。这款新发布的解决方案不仅是第一个采用 Neoverse N2的网络解决方案，还是第一个采用5纳米工艺的内核。

NVIDIA 宣布将在NVIDIA Aerial A100 AI-on-5G 平台上扩大对Arm架构CPU的支持，该计算平台使用 NVIDIA Aerial 软件开发套件，并将与内置16个Arm Cortex-A78 处理器的NVIDIA BlueField-3 A100 配套工作，为企业和网络设备制造商提供高性能5G RAN和AI平台。

在国内，通过工程协作、资源对接、生态促进等形式，Arm持续助力中国运营商构建 5G+AICDE 新一代智能基础设施。

这些应用领域的发展情况并不一致。邹挺表示，在云领域，Arm已经取得了相对领先的成功，AWS、Oracle、腾讯、百度都在进行基于Arm架构上对于他们的应用软件、操作系统、中间件等进行设计以及优化。

在HPC方面，富岳的超级计算机再度在HPC的性能测试上取得的成功。

5G方面，国内的联想、日海，国外的诺基亚、三星对于Arm技术的采用。边缘计算虽然是一个比较成熟的市场，也拥有包括恩智浦、Marvell、NVIDIA等等合作伙伴，预计未来在这个领域Arm也会取得相当的成功。

Arm服务器芯片势不可挡

几年前Arm在服务器市场的拓展可能并不太顺利，不过，从以上Arm Neoverse平台受到互联网大厂采用的情况越来越多，可以看到Arm服务器芯片受到了空前的重视。为何如此？

邹挺认为，对于未来基础设施的多样化要求，传统上那种放之四海而皆准的解决方案已经不再适用。面对越来越多的多样化的工作负载，摩尔定律的减缓以及符合数据中心占地面积和功率密度的要求，云服务提供商和超大型互联网公司正在推动的创新也达到了一个前所未有的水平。这些都在驱动整个数据中心的优化，现在这些优化逐渐从上层应用迁移到整机，扩展到服务器处理器。

通过Neoverse，Arm和广泛生态合作伙伴系统正在提供一个独特的平台，来实现未来针对服务器芯片的解决方案。其中，AWS Graviton2 所带来的强劲发展势头就是这个共同愿景的非常有力的证明。

在中国市场，国内的 Neoverse 客户和合作伙伴正在和我们一起针对服务器应用领域，共同进行探讨和合作。我相信在不久的未来，能看到国内合作伙伴发布越来越多基于 Arm Neoverse 平台的产品和解决方案的动态和进展。

互联网大厂选择了自研芯片是出于定制化芯片的需求，而对于那些独立的Arm服务器芯片厂商来说，则更青睐标准化Arm服务器芯片。邹挺表示大量的企业客户对于标准化Arm服务器芯片所带给他们的高性价比、优异的TCO表现，有着很浓烈的兴趣，特别是二线互联网和企业市场对于标准化Arm服务器需求的高速增长，给独立的Arm服务器芯片厂商带来非常广阔的市场前景。

Arm Neoverse是DPU的优选项

早前，Marvell发布了基于Neoverse N2平台的OCTEON 10 DPU。NVIDIA宣布在BlueField-3 DPU 中使用了Arm的技术，还有Intel发布的Mount Evans采用了16个Arm Neoverse N1的内核。在国内DPU的发展也成为一大热门领域。

邹挺分析，从DPU的实现来看，DPU连接到主机系统，并通过PCI-Express插槽接收电源，这会限制DPU可用的能耗，出于这个原因，再加上DPU支持专用的工作负载加速器和数据包处理功能，所以DPU中的处理器能否提供出色的每瓦性能至关重要。而 Neoverse N 系列能够提供行业领先的每瓦性能表现，正是作为 DPU 核心的最佳选择。

他还表示，不仅是国内的互联网巨头，乃至全球的头部互联网公司，在开始逐步部署和适配标准化DPU产品的同时，大部分也在探索自研或外包开发适合自己业务特殊需求的定制化DPU产品，ASIC SoC DPU是普遍的最后目标产品形态，虽然中间我们也看到用FPGA 过渡的解决方案。

Neoverse平台三大产品系列的不同策略

邹挺解析，Arm Neoverse分为三个产品系列，每个产品系列针对于不同的应用领域都有其独特优势。V系列平台强调以性能为优先的新型计算系列，目前以Neoverse V1平台为代表。

N系列平台以PPA为考量重点，在性能、功耗、面积之间寻找平衡设计，目前该系列的产品有Neoverse N1与N2平台。适用于通用服务器的CPU芯片，智能网卡的应用芯片，5G基站的网络设备等。

E系列平台：主要关注点是吞吐量效率，在功耗和面积的缩减上进行了优化，对于网络流量和数据应用程序非常有效，目前以Neoverse E1平台为代表。

另外，Arm Neoverse CMN-700是业界最先进的mesh互连技术，能充分发挥 Neoverse V1 和N2平台的性能与每瓦性能优势。对于这一点，邹挺表示，最新的Neoverse内核支持新的数学功能和数据格式，这些都可以作为提高机器学习的推理性能。相较于传统的CPU，这些功能可以加速推理吞吐量高达4倍。对于机器学习训练，一般运用GPU和NPU来执行大部分的处理任务，但是，可以在Arm CMN-700互连技术中支持CXL，实现这些GPU、NPU与CPU的连接，提供更低时延，更高吞吐量的连接。

中国基础设施的市场机会很大

邹挺表示，在中国市场我们重点关注的领域是云数据中心/超大型互联网领域、和5G网络/电信市场这两个垂直领域，如前所述已经有不少国内的合作伙伴。

半导体芯片的国产化浪潮中呈现出了成百上千的芯片产业赛道，例如CPU、DPU、GPU等，这些领域都涌现出了大量具有发展潜力的创业公司。Arm Neoverse IP平台对于基础设施领域的芯片开发提供了一个非常有竞争力的基石，同时Arm也愿意与国内的芯片厂商一起通过技术交流、生态对接，共同助力国内产业升级。