(图片由Fritzchens Frtiz提供,Flickr)

Arm推出数据中心专用芯片设计

2019年2月26日
Arm推出数据中心专用芯片设计

去年,高通一直在缩减进军数据中心的计划。该公司最雄心勃勃的举措之一是裁员,该公司裁掉了数百名负责研发centrq服务器芯片的员工,这些芯片采用的是与移动芯片相同的节能Arm技术。竞争对手试图抢高通的一些风头,已经开始雇佣这些被抛弃的人。

该公司在基于Arm架构的服务器芯片领域遭遇了一系列挫折,此次战略转变是最新的一次。Calxeda在努力开发基于Arm Cortex内核的服务器芯片后关门大吉。博通放弃了Vulcan核心的开发,而Marvell Technology正试图在其产品中重新引入这一核心。应用微公司将其16纳米基因- x技术卖给了硅谷创业公司安培计算公司。

现在,为客户提供其处理器核心设计图纸的Arm公司已经开始着手解决这个问题。上周,该公司发布了第一款专门用于数据中心的芯片设计。这些芯片是该公司针对互联网基础设施的Neoverse产品线的最新产品。除了交换机、路由器、基站和其他移动数据的设备外,它们还将被用于云计算中的数据中心。

N1核和E1核的目标是在高端服务器芯片领域竞争。Arm技术长期以来一直被视为英特尔的Xeon和AMD的Epyc处理器的替代品,因为它能提供更高的每瓦特性能。这可能有助于降低拥有数据中心的公司的成本。英特尔是产品领域的“白鲸”,在服务器芯片市场占有98%以上的市场份额,每个芯片的价格可达数千美元。

去年,亚马逊在其数据中心添加了一种基于Arm Cortex技术的定制计算机芯片,并通过云平台将其出租给其他企业。根据亚马逊的说法,依靠云应用,与英特尔芯片相比,引力处理器的成本降低了45%。凭借其最新的服务器内核,Arm正试图降低其他公司利用同样的能源效率收益的门槛。

因此,该公司已经开始专门为企业计算机创造解决方案。Neoverse产品系列的第一代服务器芯片是基于Arm的16纳米宇宙平台。该技术于去年推出,包括该公司的Cortex-A72、Cortex-53和其他64位架构。Arm表示,每一代的性能都将比上一代提高30%。

但该公司正带着最新的核心产品一飞冲天。根据ARM的说法,N1处理器在与Cosmos相同的频率下提供了60%的性能。基于Ares技术,该核心是为用于云计算的服务器提供动力的主力设备。与智能手机领域的Cortex-A72核心相同的过程节点,7纳米核心的能源效率也提高了30%。

战神平台是关于持续性能的。处理器的管道被设计成像手风琴一样根据发送给它的指令进行扩展和收缩。一种新的内存架构提供了更低的延迟、更高的带宽,以及将许多核连接到单个芯片上系统的能力。每个核心都可以由供应商授权,还包含Arm的Neon技术,用于加速人工智能工作。

客户可以使用处理器的高带宽、低延迟网状互连连接多达128个核。Arm表示,网格架构还缓解了为人工智能和其他琐事添加加速器的挑战,为更广泛的定制设计打开了大门。该核心还支持缓存一致性,这有助于提高需要协调如此多处理器核心的系统的性能。

核心可以用于各种不同的基础设施设备。Arm公司说,服务器芯片最终可以合并64到128个核,同时消耗超过150瓦的能量。具有16 - 64核和35 - 105瓦功耗的芯片可以用于工厂车间的服务器。该公司估计,网络和存储设备将使用8到32核的芯片,持续功率为25到65瓦。

但是制造这么多核的芯片成本可能很高。用户可以将最大的处理器拆分成芯片,这是一种模块化的硅板,可以组装在同一个基板上,以实现单个芯片的功能。Arm表示,一个64核处理器可以被切成独立的16核芯片,通过每个芯片上的分支连接连接在一起。这就是AMD最新的64核7纳米服务器芯片“罗马”的设计理念。

N1核心专注于尽可能快地处理数据,而E1核心专注于尽可能快地移动数据。高吞吐量芯片的目标是位于数十亿物联网设备附近的网络边缘的蜂窝基站和边缘服务器。该芯片的代码名为Helios,它还可以放置到远程数据中心使用的交换机和路由器中,以便收集来自这些设备的所有数据。

Arm基础设施业务高级副总裁兼总经理德鲁•亨利(Drew Henry)在一份声明中表示:“所有这些智能设备意味着数据消费模式将在未来几年发生改变,推动信息存储、处理和管理方式的转变。”“数据爆炸需要的不仅仅是提高计算性能;第二个重要的方面是移动数据。”

Arm表示,7纳米芯片的吞吐量和能源效率是Cortex-A53核心的2.7倍和2.4倍,性能也提高了一倍。64位处理器还包含用于运行加密和解密的加密核心。无序体系结构设计用于处理准备执行的指令。这些指令在等待额外数据的操作之前被打乱。

它还支持同时多线程,Arm去年在其最新的Cortex-A65核心中引入了多线程,以便在自动驾驶汽车中尽可能快地移动数据。根据Arm的说法,处理器可以同时处理多个线程,在线程中隐藏内存延迟。这将为5G网络使用的基站或插入数据中心的高性能交换机带来更高的吞吐量和能源效率。

处理器可以分成8核集群,并根据应用程序以不同的方式组合。更低的功耗也意味着更多的功耗可以留给外围设备,比如收音机、数字信号处理器和其他加速器。Arm基础设施部门的高级产品经理蒂姆·特雷佩奇(Tim Trepetch)说,客户还可以将E1和N1核心组合到针对路由器或网络接口控制器的芯片中。

随着摩尔定律逐渐消失,半导体行业的重心已开始从通用处理器转向定制芯片。亨利在一份声明中说:“我们正在进入一个新时代,这个时代的驱动力是更加多样化的专业计算和对灵活架构的需求”——包括Ares——“为满足特定应用需求而量身定制”。他补充说,“一刀切的计算机时代已经结束了。”

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