Arm架构与Neoverse技术在基础设施领域的应用与发展

在如今普遍存在手机及物联网设备的环境下，Arm虽未公布下一步计划，但其高峰之争已悄然展开。尽管x86技术在数据中心领域具有垄断地位，但Arm和RISC-V在小型平台的较量已逐渐显露。事实上，Arm不仅致力于在移动领域的扩展，而且正在逐步涉足基础设施领域，涵盖云计算、有线及无线通讯乃至网关和边缘设备。尽管起步缓慢，但公司显然正寻求替代主流处理器和FPGA，并逐渐进入AI为中心的GPU前端，应用范围包括大规模扩充、DPU、电信公司的网关和无线基地台，乃至汽车等边缘应用领域。我认为，这是对于推动电子技术高速增长及高价值基础设施建设的重大而不为人知的举措。

Arm的Neoverse系列已有稳定的立足点。例如，英伟达的超级芯片Grace-Hopper就是由两片独立的芯片组成，其中 Hopper负责处理所有AI任务，如张量运算，Grace则扮演 CPU角色，利用I/O与内存管理功能与常规云世界相连。Grace是基于Neoverse V2打造的，具备72核。为此，Arm的最新市值飙升，归因于其与人工智能的深度结合及其市场前景的巨大潜力。

亚马逊网络服务（ AWS）采用Neoverse构建的高效节能的Graviton横向扩展服务器兼具吞吐量性强与效率高等特点，现行版本为 Graviton 4。由AWS实践证明，几乎所有EC2实例均选择使用Graviton而非 x86处理器。后续，他们还自主研发了Tranium机器学习平台，尽管Arm在幻灯片中有提及，但是据推测应是基于Neoverse架构。

与此同时，微软亦发布了两款Cobalt 100服务器芯片及 Maia 100 AI芯片，皆明确表示将借鉴Neoverse架构。值得关注的是，AWS和微软Azure凭借云提供商服务（CPS）市场持有主导地位，对于同样趋势的其他企业形成巨大压力。

除此之外，Nvidia也围绕Neoverse制定了Bluefield DPU平台、AWS的Nitro虚拟机管理系统和微软的Azure Boost系统策略。如今，Neoverse在数据中心的应用相当广泛，包括Ampere服务器、诺基亚、爱立信和华为在内的企业已成功采纳此项技术。

为了推动Neoverse引擎的发展，Arm每年都会更新核心产品线。今年，新推出了具有性能优化的V系列的V3，性能功耗比的N系列的N3以及具备强大数据吞吐功率E系列的E3。值得一提的是，上次发布的V2在SQL数据库性能、Java和XGBoost（梯度提升优化器）等AI领域的基准测试中全面优胜于x86处理器。相形之下，V3在一系列面向企业而定的基准测试中的表现相比V2有两位数字的程度提升，同时在AI数据分析领域创造出高达84%的优越性。至于N3，无论是各个方面的表现，尤其是AI数据分析能力方面，均大幅超越前代N2，提升幅度接近200%。

近期，一项以ARM为基础的计算子系统（CSS）内核突破性升级即将面世，据称该内核将于2023年年中亮相，适配N系列产品。旧版CSS为用户预留出足够大的定制空间，如CPU核心、一致性互联、内存子系统等，甚至还能自选所有模块组合，包括Neoverse CPU核心、DDR/LPDDR通道乃至PCIe/CXL PHY/控制器等，均由Arm团队按照客户需求和代工厂流程进行调试验证及优化。

最新消息，ARM推出新款CSS N3方案，每个芯片最多内置32个核心，且功耗仅控制在40W以内；同日，ARM亦推出V系列的CSS-V3，性能堪比前作CSS-N2升幅50%。据了解，此前微软的Cobalt芯片即运用此技术打造而成。

如今，通信服务业、移动网络运营以及汽车原始设备厂商的竞争日趋白热化，已经少有公司乐于投入精力去创新CSS框架。因此，CSS赋予产品团队对自身工作负载的极大适应性，及其所代表的开发成本、上市时间的节省，以及差异化竞争优势的保持，显得尤为珍贵。

在软件领域，ARM不仅深度介入整个软件生态系统，包括语言、工具、Linux发行版和网络等关键环节，更是积极布局云应用市场，与开源领域领导者展开深度合作。随着基于arm架构实例的日益增多，云环境下的arm架构优先服务的优势愈发凸显，推动形成软件开发者乐见的正向循环。

举足轻重的Oracle现已提供支持基于ARM硬件的19C数据库平台，不论在云端或现场均可良好运行。同样，SAP竟奇迹般地将其SAP HANA云迁移到了AWS Graviton处理器上。这两大知名企业应用程序无疑预示着未来将会有更多软件开发商和SaaS供应商愿意追随这一行动。