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經過多年生態建設，Arm服務器CPU市場已經越來越繁榮，前有亞馬遜、Marvell基于Arm架構應用于云端，后有華為海思、平頭哥基于Arm推出數據中心服務器，近一兩年，更是有不少順應芯片創業潮而生的Arm服務器CPU初創公司，遇賢微、鴻鈞微電子都包括在內......
近日，專注Arm云原生服務器CPU的Ampere Computing在2023年度戰略和產品路線圖更新分享中表示，Ampere推出了全新的AmpereOne系列處理器，基于5nm工藝節點制造，擁有多達192個單線程Ampere核，再一次創造業內最高核心記錄。
這一核心數量遠遠超過英特爾和AMD服務器CPU的核心數，如果放在一個具體的場景中，在云環境中運行虛擬機（VM），將192核的AmpereOne、96核的AMD Genoa、60核的英特爾Sapphire Rapids進行對比，AmpereOne每機架運行的虛擬機數量是AMD Genoa的2.9倍，是英特爾Sapphire Rapids的4.3倍。
“AmpereOne現已投產并交付給客戶，AmpereOne能夠為云工作負載提供更高的性能、更高的可擴展性以及更高的密度，這是第一款基于Ampere新自研核的產品。”Ampere Computing首席產品官Jeff Wittich說到。
192自研核再創紀錄，針對更大規模數據中心
Ampere發展至今已經有將近6年歷史，此前的兩年，已經推出了幾款不同的產品，核數從32核到128核不等，今年又將核數進一步提升，最高可達192核，對比隔壁X86陣營的英特爾至強開始強調“多放10 個核數，不如多放一個加速器”，Ampere的產品升級似乎執著于核心數的提升。
這對數據中心市場而言意味著什么？
”全新推出的AmpereOne系列處理器并不是要取代Ampere Altra系列，而是在它原本的基礎之上進行持續擴張。我們的出發點是希望能夠滿足不同客戶的不同需求。”Jeff Wittich說到。
AmpereOne系列處理器因為擁有更高的核數，不僅在計算性能上有所擴展，還擴展了內存容量、帶寬和IO帶寬，采用了PCIe 5.0 和 DDR5。這些新增的功能主要是為對算力有更高需求的用戶提供服務，主要針對大規模的數據中心，而對于邊緣計算場景，只需要部署32核、功耗40瓦的Ampere Altra處理器就能滿足需求。
另外，考慮到生成式AI算力需求爆發，提升對AI工作負載需求是此次AmpereOne升級的重點。
三年前，Ampere收購了專注于創建AI軟件的OnSpecta公司，通過創建AI軟件助力硬件在AI負載之下運行更快，過去幾年，Ampere的AI團隊也已經建立了形成標準框架的Libraries，能夠更高性地運行Ampere Altra。
而Ampere提供的產品，非常適合AI推理，特別是大規模的云推理，目前已經有不少客戶在使用Ampere提供的處理器進行AI推理工作負載，比如Matoha，其鑒別特定材料的應用程序模型就在Ampere上運行，用以鑒別玻璃、金屬或織物以實現便捷回收。
Ampere提供的測試數據顯示，相比AMD Genoa，AmpereOne可每秒多提供2.3倍的幀數（圖像），在運行穩定的擴散模型中勝出。此外在運行DLRM模型的推薦系統中，通過AmpereOne響應的查詢數量是AMD Genoa的每秒查詢數量的兩倍多。
值得注意的是，通過Ampere云原生處理器進行AI推理，不僅能打破效率瓶頸，也可以解決云服務提供商（CSPs）的行業痛點——使用GPU實現AI推理所產生的高能耗，以及容量擴展和可部署的服務器數量都會受到制約。
采用Chiplet設計，解決內存不均衡問題
為避免內存墻問題更加嚴重，除了擁有高達192個內核，AmpereOne還擁有128通道的PCIe Gen5和8通道的DDR5，以此提升內存帶寬，獲得更高的內存速度。
值得注意的是，AmpereOne還大量采用了Chiplet設計，以解決內存不均衡的問題。
”我們在Chiplet設計中實現了特定的拓撲結構以及單一的計算裸片，同時還有單一大網格結構，這樣可以助力我們為客戶提供平衡的高性能。反之，其他設計則要求從一個計算的小芯片傳輸到另一個小芯片，這種設計則會帶來延遲問題。”Jeff Wittich解釋道。
也就是說，AmpereOne采用的是一個大的計算Chiplet被數個控制Chiplet包圍的設計方式，且64MB的System Level Cache（系統級緩存）被放在計算芯片上，這樣能夠輕易實現內存到內存的訪問，同時避免造成訪問時間和系統級緩存之間的不平衡，不需要為處理器引入額外的HOPs。
那么，采用了Chiplet設計和自研核心的AmpereOne是否會出現與過去Neoverse核心的Ampere Altra處理器不兼容的問題？
Jeff Wittich表示，因為AmpereOne系列處理器和Ampere Altra系列處理器都是基于ARM ISA的，所以所有能夠在Ampere Altra系列處理器上運行的代碼，在全新的AmpereOne系列處理器上也能運行，不需要做任何改動。
Ampere針對云原生研發的Arm服務器CPU，已經再次證明了Arm ISA在數據中心的潛力。不過面對X86在數據中心建立起的生態，為云原生而生的Ampere還有很長的路要走。
Ampere也表示，Ampere有許多目標，用某個單獨的目標并不足以概括，其中的一個目標是希望繼續擴展生態合作，讓Ampere的產品面向更多的用戶，觸手可及。（雷峰網(公眾號：雷峰網)）
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