強悍的AWS Graviton4處理器及其背后的Arm Neoverse

電子發(fā)燒友網報道（文/吳子鵬）在今年的亞馬遜re:Invent 2024大會上，該公司正式對外發(fā)布了旗下第四代自研Arm芯片——Graviton4。作為目前最強大的Graviton處理器，Graviton4相較于上一代產品帶來了巨大的性能提升。同時，為Graviton4賦能的Arm Neoverse也跟著受到了更多的關注。

強悍的Graviton4處理器

據介紹，Graviton4處理器每個核心都能提供比上代強30%的性能，vGPU數量和內存容量也是上一代的3倍，能將處理大型Java應用的速度提升45%，可以為企業(yè)提供更低成本和高效的高性能計算解決方案。

除了內核性能的提升，亞馬遜還著重提升了Graviton4處理器的存儲性能，首次創(chuàng)建了雙插槽NUMA內存集群。Graviton4處理器配備了高達1.5 TB的DDR5主內存，運行頻率為5.6 GHz，提供12個內存通道。與之相比，上一代Graviton 3處理器使用了4.8 GHz主頻的DDR5內存，只有8個內存通道。并且，單個Graviton4處理器的內存插槽就可以提供537.6 GB/秒的帶寬，能夠輕松應對HPC負載。

此前，亞馬遜針對Graviton4處理器發(fā)布過一些測試實例，通過這些實例體現了這顆處理器強大的性能。比如，基于Graviton4處理器構建UE5 Dedicated Server，據亞馬遜的說法，最新的Graviton 4實例是迄今為止亞馬遜為各種workload設計的最強大并且最高效節(jié)能的CPU。Graviton 4的實例R8g相較于Graviton 3的實例R7g有大約30%的性能提升。實例R8g壓測使用Lyra Starter Game項目，通過增加AI Bot和GameClient的方式來增加Dedicated Server（簡稱DS）的負載，通過對比不同機型以及不同參數編譯出的DS在server full的情況下的CPU使用率和幀率（FPS）來對比性能。

結果顯示，Graviton 4的實例在UE Dedicated Server應用場景下：
·相較于Graviton 3有約 25+%的性價比提升（均使用優(yōu)化參數編譯）；
·相較于Intel Sapphire Rapids和AMD Genoa有30%~35%的性價比提升；
·使用Graviton針對C/C++的優(yōu)化參數來編譯Dedicated Server對性能提升約10%～25%。

根據外媒的測試，在相同的vCPU數量下，新的Graviton4處理器內核大致與Intel Sapphire Rapids性能相當，同時能夠與AMD EPYC“Genoa”相媲美，并始終表現出極佳的代際提升。這都離不開Arm Neoverse的賦能。

Graviton4 處理器背后的Arm Neoverse

Graviton4 處理器基于Arm?Neoverse?V2平臺，這顆核心發(fā)布于2022年9月。Neoverse V2和Neoverse E2都是Arm公司內部代號“Demeter”項目下的產品，Arm?Neoverse?V2平臺涵蓋Armv9架構的新特性，包括高性能浮點和向量指令支持，以及SVE/SVE2、Bfloat16和INT8?MatMul等特性。這些特性為AI/機器學習?(ML)?以及高性能計算?(HPC)?工作負載提供了卓越性能。

根據Arm官方的介紹信息，得益于全面增強的核心性能、內存帶寬和高達兩倍的L2緩存大?。亢?MB），Neoverse V2可以在云和ML應用程序上提供兩倍于Neoverse V1的性能。根據Arm工程團隊實際運行EDA工作負載所得出的結果，Graviton4?提供的RTL仿真工作負載性能比Graviton3高出?37%。同時，Neoverse V2具有出色的平臺擴展性，當與新的CMN-700核心網狀網絡配對時，Neoverse V2 CPU可以配置多達256個內核和512MB的系統(tǒng)級緩存（SLC）。AMBA CHI C2C使用UCIe、CXL、PCIe或自定義PHY來連接計算、內存和加速器，實現高效、高速的芯片連接。

看過Graviton4處理器的性能之后，人們對下一代Arm服務器會更加期待，這些產品將搭載最新的Neoverse V3。2024年2月，Arm宣布推出新一代 Arm Neoverse技術，Neoverse CSS V3則是V系列芯片IP的首款Neoverse CSS產品，單芯片性能可提高50%。官方的資料顯示，全新的Neoverse CCS V3 核心基于64核的Neoverse V3 核心，擁有6個DDR5 內存控制器、4個 I/O 控制器和兩個芯片間互連，并支持PCIe Gen5和CXL3.0。通過芯片間互聯(lián)，可以升級至128核。相對于此前的 Neoverse CSS N2，其單芯片性能可提高50%。

除了核心的提升，Arm將繼續(xù)投入并進一步強化軟件生態(tài)系統(tǒng)，從而使開發(fā)者能夠更加輕松地在?Arm平臺上構建其應用，并充分利用?Arm計算平臺所提供的卓越性能和效率優(yōu)勢。

結語

亞馬遜Graviton4處理器是Arm處理器歷史上的一次巨大成功，性能全面對標x86處理器當前的旗艦產品。在Graviton4處理器背后，Neoverse V2內核起到了巨大的賦能作用，這讓產業(yè)界對于下一代基于Neoverse CCS V3 核心的Arm處理器更加期待。