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誰更強？64核、7nm、300億晶體管，最強Arm服務器芯片對標英特爾至強處理器

2019-12-06 12:56:04 EETOP

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周二在拉斯維加斯舉行的re：Invent2019大會上，亞馬遜（AWS）宣布了其第二代基于Arm的自主研發處理器Graviton2。這顆采用7nm制程，集成了300億個晶體管的64核處理器的核心數是之前被成功應用的A1實例的4倍，將為亞馬遜的第六代EC2實例提供動力。AWS聲稱，與基于Intel的M5實例相比，M6g實例在性能和成本效率方面有了顯著提升。

Graviton2

Graviton2處理器是AWS設計的定制芯片，基于7nm構建，具有300億個晶體管。它基于Arm的Neoverse N1內核。亞馬遜聲稱與上一代基于Graviton的A1實例相比，它們的性能提升了7倍。

回顧一下Graviton A1是基于16nm Neoverse平臺的2015年64位Armv8 Cortex-A72微體系結構。它具有四個四核群集，每個群集具有2MB的L2緩存，總共有16個內核，運行頻率為2.3GHz。

Graviton2基于第二代7nm Neoverse平臺，代號為Ares。Arm在2月詳細介紹了Ares的4寬Neoverse N1微體系結構，并稱其在相同頻率下的功率效率提高了30％，IPC提升了60％，同時每個核的浮點SIMD性能也提高了兩倍。雖然雖然Arm的數據令人印象深刻，但很大程度上類似于 ARM 面向消費級市場的Cortex-A76 微體系架構。Arm在描述其架構時說：

NeoverseN1處理器的架構采用了4發射讀取/解碼設計，流水線深度有11級，在出現分支未命中時會縮短，ARM將其稱為“手風琴”流水線。三個完整的64位整數ALU和專用分支單元。Neon Advanced SIMD流水線更寬，具有雙128b數據路徑。提供SIMD引擎的能力也大大擴展到具有解耦的地址/數據的雙128位加載/存儲管道，從而實現了2x128的持續性能。”

Arm表示N1可以擴展到128個內核，但是Graviton2具僅有64個內核，通過2TB / s網狀架構連接。由于具有8個DDR4-3200通道，因此每個內核的L2緩存數量也增加了一倍，內存速度提高了5倍，并且始終進行加密。它支持64個PCIe 4.0通道，還支持FP16和INT8數字。

最有趣的是AWS對基于Intel的M5實例的比較。亞馬遜聲稱這些實例的成本降低了20％，性能提高了40％。更具體地說，Amazon 在M5實例上提供了以下每個vCPU性能改進：

SPECjvm®2008：+ 43％（估計）
SPECCPU®2017整數：+ 44％（估計）
SPEC CPU 2017浮點數：+ 24％（估計）
使用Nginx的HTTPS負載平衡：+ 24％
內存緩存：性能提高+ 43％，延遲時間更短
X.264視頻編碼：+ 26％
用Cadence Xcellium進行的EDA模擬：+ 54％

從表面上看，這些性能提升似乎令人印象深刻：Graviton2都具有更高的內核數和每個虛擬內核的更高性能。但是，應該注意的是，英特爾的CPU具有超線程功能，因此每個內核有兩個vCPU。這意味著這些測試僅使用英特爾一個線程中每個內核可用的兩個線程。但總的來說，如果AWS采用更標準的方法對整個系統進行基準測試那就更好了。

Graviton2將用于通用M6g，計算優化的C6g和內存優化的R6g EC2實例中，具有512GiB的內存和高達25 Gbps的網絡帶寬。Graviton2 EC2實例現已可用于非生產性工作負載，并將在2020年提供更多實例，并將全面可用。

結論

從基于Neoverse N1的Graviton2處理器的體系結構可以明顯看出，它不是在IPC上競爭，而是在核心數量和價格上競爭。

首先，作為全球領先的云服務，AWS正以領先的地位成為基于Arm的服務器處理器的領先提供商。經過其他公司多年嘗試以Arm架構在服務器市場上試圖站穩腳跟，但大部分都失敗之后，Arm看來終于在AWS中找到了一個有價值的盟友。

這就提出了一個問題：AWS投資于一系列實例是否會威脅到英特爾？

盡管數據中心是一個重要且不斷增長的市場，但實際上，亞馬遜僅占英特爾整體業務的一小部分。

從一些數字來看，英特爾上個季度的收入約為710億美元。其數據中心業務占其中的230億美元，根據提供的信息，英特爾的云計算業務約占110億美元。亞馬遜大約占據了云計算市場33％的份額，據估計，英特爾從云計算巨頭那里獲得了36億美元的收入，或者可能占其收入的5％。即使Graviton的采用率達到25％，英特爾的收益也只有10億美元左右受到影響。

采用Arm的軟件兼容性依然是最大的問題呢。盡管如此，Amazon的Graviton2，Arm或許擁有迄今為止在服務器市場站穩腳跟的最可靠解決方案。

關鍵詞： Arm 英特爾