Arm、新メッシュ・インターコネクトを備えたNeoverse V1, N2プラットフォームの詳細を発表、パートナー・エコシステムを強化

Tiffany Trader

チップデザイナーのArm Holdingsは、同社のNeoverse V1およびN2コアの詳細、新CMN-700インターコネクト、Arm Neoverse IPを市場に投入するためのパートナーの計画を紹介している。同社によると、Neoverseポートフォリオは、データセンター、クラウド、ハイパフォーマンス・コンピューティング市場に加え、5Gやエッジ・コンピューティングにも性能面での優位性を提供するという。

「ムーアの法則が終焉を迎える中、ソリューションプロバイダーは特殊な処理を求めています。特殊な処理を可能にすることは、当社のNeoverseラインのプラットフォームの設立以来の焦点であり、今回の追加機能がこの傾向を加速させるものと期待しています。」と、Arm社のインフラストラクチャー部門のシニア・バイス・プレジデント兼ゼネラル・マネージャーであるChris Bergeyは、本日発表した同社のブログで述べている。

インドの電子情報技術省（Ministry of Electronics and Information Technology：MeitY）は、インド発のエクサスケールプロジェクトを支援するために、Neoverse V1プラットフォームのライセンスを取得することを発表した。MeitYは、ArmベースのエクサスケールクラスのHPC SoCを構築する意向を表明している他の2つのパートナーに加わる。フランスのSiPearl社（European Processor Initiativeの一部）と韓国のETRI社である。

9月に発表されたArm Neoverse V1プラットフォーム（コードネーム：Zeus）は、Armv8アーキテクチャラインの最後の製品であり、Scalable Vector Extension（SVE）をサポートする最初のArmコアだ。V1は、HPCおよび機械学習のワークロードにおいて、IPC（インストラクション・パー・クロック）ベースで50%の性能向上を実現し、さまざまなベクターワークロードにおいて、N1に比べて1.8倍の性能向上を実現しているとArm社は述べている。

Arm社のNeoverse N2コア（コードネーム：Perseus）は、最新のNeoverseプラットフォームであり、Armv9アーキテクチャを初めて実装したものだ。Arm社によると、N2はN1と比較してシングルスレッド性能が40%向上し、ハイスループットやハイパースケールのワークロードでは1.3倍の性能向上を実現している。

Neoverse N2は、機械学習やデジタル信号処理アプリケーションのためのベクトル処理をサポートするArmv9の機能である、拡張ベクトル命令SVE2を導入している。SVE2は、Armが富士通と共同で理研のスーパーコンピュータ「富岳」向けに開発したSVE（Scalable Vector Extension）技術をベースにしており、ユースケースの幅を広げるとともに、プログラマビリティやポータビリティの面でもメリットがあるとArmは述べている。

「SVEの設計思想は、開発者がソフトウェアを一度書いてビルドし、同じバイナリを様々なSVEベクトル長の実装を持つ異なるAArch64ハードウェア上で実行することを可能にします。バイナリの移植性は、開発者が自分のシステムのベクトル長実装を知る必要がないことを意味します。」とArm社は説明する。

Arm社は、CMN-700インターコネクト(CMNはCoherent Mesh Networkの略)も発表しており、これはNeoverse V1およびN2ベースのSoCを構築するために不可欠なもので、マルチチップ、メモリ拡張、アクセラレータなどのユースケースを可能にするものだとしている。CMN-600に続くCMN-700は、「コア数、キャッシュサイズ、メモリやIOデバイスの数や種類など、すべてのベクトルにおいてパフォーマンスが一段階向上しています」とBergeyは語る。

「CCIXとXXLへの継続的な投資により、より多くのカスタマイズオプションを提供し、高速なファブリックと高いコア数のスケーラビリティを備えたパートナーソリューションを可能にしています」と付け加えた。

CMN-700は、TDPの制約やレチクルの制限があるものの、ダイあたり最大256コアをサポートする。先週行われた事前ブリーフィングで、Bergeyは記者団に「理論的には（256コアは）可能です」と語っている。「場合によっては、複数のチップレットを作る方が理にかなっているかもしれませんが、メッシュの観点からはこのサポートが必要です。」

インドの発展のために先進技術を推進しているMeitYは、Arm Neoverse V1プラットフォームをベースとした独自設計のArm SoCを用いて、エクサスケール・コンピューティングをインド国内で確立する計画を明らかにした。

C-DAC（Centre for Development of Advanced Computing）のHemant Darbari所長は、「Arm Neoverse V1プラットフォームは、ハイエンドのCPUおよびベクター性能と強力な電力効率を兼ね備えており、我々のSoCおよびシステム設計者は、エクサスケール・コンピューティングのユニークな要件に合わせてCPU、メモリ、IO機能を自由に最適化することができます」と述べている。

MeitYプロジェクトは、フランスのSiPearl社（European Processor Initiativeの一部）や韓国のETRI社など、エクサスケール時代に向けて自国の技術を開発しようとする他の主要な国のプロジェクトと同様だ。この3つのプロジェクトはいずれも、スーパーコンピュータ「富岳」の世界最速化に貢献したSVE命令をサポートするNeoverse V1 IPのライセンスを取得している。

ETRI社のAIプロセッサ研究部門長であるYoungsu Kwonは、「ETRIは、ABCA（人工知能、ビッグデータ、クラウドコンピューティング、IoT）の発展を目指して、Arm Neoverse V1コアを一部に採用した【人工頭脳】CPU K-AB21を開発しています。」ETRIのAIプロセッサ研究部門のディレクターであるYoungsu Kwon博士は、「高性能かつ低消費電力であるNeoverse V1は、他のHPCやAIアクセラレータ技術と比較して、2.5倍の性能と60%の消費電力削減という目標の達成に役立ちます。」と述べている。

Neoverseに対するコミュニティの支持は高まっている。

オラクル社は昨年、Neoverse N1コアを採用したAmpere Altra CPUをOracle Cloud Infrastructureに採用する予定であると発表した。Armベースの160コアのベアメタルインスタンスは、今年の前半にデビューする予定である。

マーベル社は、「Neoverse N2」をベースにしたネットワークソリューション「OCTEON DPU」ファミリーのサンプリングを2021年末までに開始することを明らかにした。同社は、世代間で3倍の性能向上を見込んでいる。

Tencent社とAlibaba Cloudもサポートを発表しており、後者はNeoverse N1上のDragonWell JDKで50%のパフォーマンス向上を報告している。

Nvidiaは最近、将来のArmコアをベースにした「Grace」と呼ばれるArmチップを製造する計画を発表した。Graceシステムのデビューは2023年を予定しているため、V1、N2、または次世代の “Poseidon “プラットフォームが候補に挙がっている。

また、Arm社はAWSとの提携を持ち出し、EC2のフットプリント内で（Neoverse N1ベースの）Graviton2インスタンスの人気が高まっていることをアピールした。Arm社は、Liftr Insights社の調査を引用して、Graviton2インスタンスがEC2内のインスタンスタイプの総数の14％を占めていると述べている。

競合他社のスレッドに対する同社のNeoverseコアの相対的な整数の優位性を示すArm社の競争上の主張（2021年4月）

Intersect360 Research社のCEOであるAddison Snellは、今回のニュースをHPCにおけるArmの台頭を示す新たな指標と捉えている。

「x86は当然ながらまだ支配的ではありますが、最近の調査では、HPCユーザの25％以上がArmを採用しており、その中でも商用分野での普及率が最も高いことが分かっています。注目すべきは、HPCとハイパースケールが、5Gやエッジコンピューティングと並ぶ4つの主要ターゲット市場のうちの2つであり、NeoverseはクラウドにおけるHPCに適しているということです。」と述べている。

Snellは、インドのMeitYにおけるエクサスケール・コンピューティング・プロジェクトへのライセンス供与の発表に特に興味を持ったと述べている。Snellは、インドはスーパーコンピューティングの計画を実行した実績が少ない国ですが、今回の発表は、大規模なArmへの継続的な関心を示すものだと述べている。

Arm社のCEOであるSimon Segarsは、Neoverse Armv9の発表の一環として、v9ベースのチップが来年初頭に登場する予定であり、パートナー企業は今年後半にv9パーツのサンプル出荷を開始すると述べている。

Arm Holdingsは、日本のソフトバンクグループが所有しており、ソフトバンクグループは、英国のチップIP企業を400億ドルで米国のチップメーカーNvidiaに売却することに合意している。この取引は現在、規制当局の審査を受けている。