Arm发布 Neoverse V2 和 E2：下一代 Arm 服务器 CPU 内核

9月14日，Arm发布了新的处理器内核：V2和E2，在官网已经可以看到相关的TRM 手册了。。

四年前，Arm发布了Neoverse系列的CPU设计。Arm决定加大力度进军服务器和边缘计算市场，专门为这些市场设计Arm CPU内核，而不仅仅是回收以消费者为中心的Cortex-A设计。因此，Arm开始以更积极的方式进军基础设施市场。这些努力为Arm及其合作伙伴带来了越来越丰厚的回报，得益于亚马逊的Graviton和Ampere Altra CPU等产品，他们终于能够在服务器CPU市场中占据重要份额。

然而，随着Arm CPU最终实现了过去十年未能实现的市场渗透率，Arm需要确保不会满足于现状。在该公司的Neoverse核心设计的三个系列中——高效的E、灵活的N和高性能的V——该公司已经推出了第二代N核心，恰当地称为N2。现在，该公司正准备用下一代V和E核心更新Neoverse系列的其余产品，并于今天发布了Neoverse V2和Neoverse E2核心。这两种设计都将为HPC和其他服务器客户带来Armv9架构，并显着提高性能。

Arm Neoverse V2：Armv9助力高性能计算

领导Arm新CPU核心IP的是该公司的第二代V系列设计Neoverse V2。完整的V2平台代号为Demeter，标志着Arm高性能V系列内核的首次迭代，以及该内核系列从Armv8.4 ISA到Armv9的过渡。虽然这只是Arm第二次尝试服务器专用高性能核心，但请不要误会：Arm的目标是雄心勃勃。该公司声称Neoverse V2 CPU将提供市场上最高的单线程整数性能，超越AMD和英特尔的下一代设计。

虽然Arm本周发布的公告没有对新架构进行全面深入探讨，而且更令人恼火的是，该公司没有谈论具体的PPA指标，但Arm提供了对一些变化和功能的高级概述，这些功能将随V2平台一起提供。可以肯定的是，V2 IP现已完成并交付给客户（尤其是NVIDIA），但在2023年第一批基于该IP的芯片发布之前，Arm在某种程度上对V2的说法含糊其辞。

首先也是最重要的，Armv9的升级带来了最新Arm架构的全套功能。其中包括作为架构基础功能的安全性改进（对于云共享环境尤其方便）以及Arm较新的SVE2矢量扩展。

对于后者，Arm做出了一个有趣的改变，重新配置了矢量引擎的宽度；V1使用2个管道256位SIMD实现SVE(1)，而V2则转向4个管道128位SIMD。最终结果是V2的累积SIMD宽度并不比V1宽，但执行流程已更改为并行处理大量较小的向量。这一变化使得SIMD管道宽度与Arm的Cortex部件相同（均为128位，SVE2的最小尺寸），但这确实意味着Arm不再充分利用可扩展性通过使用更大的SIMD来实现SVE的一部分。我希望一旦Arm进行了全面的V2深入研究，我们就会明白为什么Arm会采取这条路线，因为我很好奇这是否纯粹是一种效率游戏，还是更类似于整个Arm生态系统的同质化设计。

除此之外，值得注意的是，虽然Arm的演示幻灯片将bfloat16和int8 matmul列为功能，但这些并不是新功能。尽管如此，Arm仍承诺V2的SIMD处理将比V1提供更高的微架构效率。

更广泛地说，V2还将引入更大的L2缓存大小。V2设计支持每个核心高达2MB的私有二级缓存，是V1最大大小的两倍。V2还将进一步改进Arm的整数处理性能，但该公司目前尚未透露更多细节。从架构的角度来看，V1借鉴了Cortex-X1 CPU的设计，如果V2再次借鉴X2的设计，也不会太令人惊讶。在这种情况下，像Snapdragon 8 Gen1和Dimensity 9000这样的消费芯片应该可以提供一个关于预期结果的宽松参考。

对于Demeter平台，Arm将重复使用其CMN-700网状织物，该织物首次在V1代中引入。CMN-700仍然采用现代网格设计，在12x12配置中支持多达144个节点，并且适合与DDR5内存以及用于I/O的PCIe 5/CXL 2连接。因此，严格来说，V2并没有在结构层面带来任何新东西——甚至512MB的SLC也可以通过V1 + CMN-700设置完成——但这确实意味着CMN-700网格及其功能现在是V2前进的基线。

Neoverse V2核心将成为下一代高性能Arm服务器CPU的基石。这里事实上的旗舰产品将是NVIDIA的Grace CPU，它将是2023年推出的首批（如果不是第一个）V2设计之一。NVIDIA此前曾宣布Grace将基于Neoverse设计，因此本周的公告Arm最终证实了长期以来的怀疑，即Grace将基于下一代Neoverse V核心。

NVIDIA则计划在几天内举办秋季GTC活动。因此，随着NVIDIA寻求在明年发布之前推广该芯片，我们很可能会听到更多有关Grace及其Neoverse V2基础的信息。

Neoverse E2：Cortex-A510与N2配合使用

除了Neoverse V2的发布之外，Arm还利用本周的简报发布了Neoverse E2平台。与V2的发布不同，这是一次规模小得多的公告，Arm仅提供了少量技术细节。最终，E2的辉煌日子将在晚些时候到来。

也就是说，E2平台正在交付给合作伙伴，着眼于与现有N2平台的互操作性。为此，Arm将Cortex-A510 CPU（Arm的小型/高效Cortex CPU内核）与CMN-700网格配对。此举旨在通过提供N2的替代CPU核心，为服务器运营商/供应商提供更大的灵活性，同时仍提供Arm网格的现代I/O和内存功能。强调这一点的是，E2系统背板甚至与N2背板兼容。

Neoverse Next: Poseidon, N-Next, and E-Next

最后，Arm本周发布的公告让我们可以一睹该公司所有三个Neoverse平台的未来路线图，不出所料，Arm正在开发每个平台的更新版本。

值得注意的是，所有三个平台都要求添加PCIe 6支持和CXL 3.0支持。这将来自Arm的CMN网状网络的下一个迭代，正如Arm今天所做的那样，该网络在所有三个平台之间共享。

与此同时，有趣的是看到Poseidon的名字再次出现在Arm的路线图中。回到Arm的第一个Neoverse路线图，Poseidon是Arm的500万/2021平台的名称，此后该位置被N2和V1/V2以各种形式占据。由于V2直到2023年才会登陆硬件，Poseidon/V3还需要数年时间，但Arm保留代号可能有一定意义（例如新的微架构）。

但首先推出的将是N-Next平台——可能是Neoverse N3。Neoverse N平台领先其他平台一代（N2于2020年首次发布），它将成为下一个需要更新的平台。N3将于2023年向合作伙伴推出，Arm广泛宣传新一代性能和效率改进。