Разработка процессора требует определенной компетенции и опыта, также необходимы лицензии. Важным фактором являются затраты и время, которые требуются на разработку. Разработка современных дизайнов может обойтись в несколько сотен миллионов евро. Но, по крайней мере, ARM позволяет быстро разрабатывать ядра CPU с помощью своей модели лицензирования. Впрочем, клиенту при этом все равно следует внедрить ядра в дизайн чипа.
Также ARM предлагает эталонные дизайны серверных процессоров Neoverse, которые тоже можно использовать по лицензии, но даже при этом требуются различные шаги разработки, требующие затрат и времени, прежде чем будет выпущен полнофункциональный процессор.
Здесь как раз поможет Arm Neoverse Compute Subsystem (CSS). Версия Neoverse CSS N2 (CSS Genesis) представляет собой готовый дизайн, заниматься разработкой процессора уже не нужно, остается лишь передать его на производство. То есть не нужно проводить верификацию дизайна, интеграцию сторонних IP и верификацию, тестировать образ FPGA, симулирующий процессор, добавлять интерфейсы и так далее. Как указывает ARM, новый подход позволит сэкономить 80 лет работы инженеров.
Но дизайн Neoverse CSS-N2 остается очень гибким. Клиенты могут выбирать между 24, 32 и 64 ядрами, частоты выставляются в диапазоне от 2,1 до 3,6 ГГц. Кэши инструкций и данных L1 всегда имеют объем 64 кбайт. Кэш L2 может быть до 1 Мбайт, кэш L3/LLC – до 64 Мбайт в сумме по всем ядрам.
Подсистема ввода/вывода подразумевает до восьми каналов памяти DDR5, четыре блока по 16 линий PCI Express или CXL. Для дальнейшего масштабирования можно соединять два чипа вместе через D2D PHY (Die to Die), в итоге в одной корпусировке возможны до 128 ядер.
Подробности ядер Neoverse N2 уже известны. Они относятся к архитектуре Armv9 и предлагают, помимо прочего, 2x 128-битных векторных блока (SVE2) с поддержкой выполнения инструкций ИИ. Ядра Neoverse N2 ориентированы на максимальную эффективность и поддерживают наиболее важные криптографические функции.
Дизайн чипов содержит процессоры System Control Processor (SCP) и Management Control Processor (MCP), каждый на основе Cortex-M7. Они отвечают за питание, энергопотребление и производительность отдельных ядер. Благодаря выделенным схемам управления частотой и напряжением можно добиться максимальной эффективности.
Через PCI Express можно подключать внешние ускорители. Интерфейс D2D, как мы уже упомянули, позволяет соединить два кристалла в одной корпусировке. А CXL – соединять несколько процессоров на уровне Socket-to-Socket (S2S). В качестве интерконнекта используется Neoverse CMN-700.
Эталонная реализация производится по 5-нм техпроцессу, тайл содержит два ядра N2, 1 Мбайт кэша L2 и 1 Мбайт LLC на площади 6,2 мм². Neoverse CSS N2 с 24 ядрами имеет площадь 53 мм², с 32 ядрами – 61 мм², с 64 ядрами – 198 мм².
CSS N2 – только первый вариант эталонной реализации. Но ARM не раскрывает дальнейших планов, например, насчет варианта Neoverse V2. Neoverse N2 – выбор очевидный, учитывая потребности в облачных процессорах. От начала разработки чипа Neoverse CSS N2 до производства готовых процессоров потребуется всего 13 месяцев.
ARM на HotChips 2023 также показала реализацию Neoverse V2, которую использует NVIDIA в Grace CPU Superchip, помимо прочего.
Подписывайтесь на группу Hardwareluxx ВКонтакте и на наш канал в Telegram (@hardwareluxxrussia).