ARM发布新一代高性能处理器N3和V3

1 简介

就在2月21日，ARM发布了新一代面向服务器的高性能处理器N3和V3，N系列平衡性能和功耗，而V系列则注重更高的性能。此次发布的N3，单个die最高32核（并加入到CCS，Compute Subsystems，包含Core，System Ip等），以CCS来讨论，每瓦性能比上一代提升20%-50%。而Neoverse V3，单个die最高64核（加入CCS），ARM似乎更强调其AI相关的分析能力，并于Neoverse V2 相比，Neoverse V3 在机器学习方面提供了+96%的性能提升，在RDBMS上提供了+16%的性能提升，在加密货币方面提供了+9%的性能提升，在整数工作负载方面提供了+12% 的性能提升。与此同时，相关的系统IP同时发布，例如新一代的CMN S3，这将取代前一代的CMN700，但没有更多的信息。

2 V3微架构的改变

Neoverse™ V3处理器应用 Arm®v9.2-A架构，Core接口使用DSU-120，Core总体性能提升没有官方数据，部分分析认为相比较前代提升大约在10~20%。

MMU

MMU，左为V3，右为V2

MMU仍然延续经典的2级TLB结构，更细节的微架构设计手册没有过多的描述，Translation Cache，聚合，预取等传统技术依然存在，对于L2 TLB，3代微架构没有明显的改变。最大的改变是 L1 TLB，其中ITLB的entry从V2的48entry升级到V3的128entry，而DTLB 从48entry升级为96entry。最具特点的是ITLB的巨大升级，可能是为了应对AI场景下，指令集地址变化更频繁。这也是为什么ARM对V3更强调AI场景的分析。

L1 Cache

ICache，上为V3，下为V2

ICache的改变主要在V3抛弃了Macro-Operation Cache（手册没提，应该是放弃了），这里亦安分析可能是对于精简指令集，这种做法性价比不高，或者设计确实没有达到理想的状态，再者，ARM本身非常关注功耗，所以在V3处理器版本抛弃了这种微架构。手机端A77，A78，X1，X2，X3均具有MOPCache，X4放弃该微架构。

DCache在参数上描述无差异。

L2 Cache

L2 cache,上V3，下V2

L2从官方描述上看，从原来的V2（1-2MB）升级V3（2-3MB），其它参数没有明显变化，详细的微架构尚不清楚。

3 总结

由于V3/N3刚刚发布，其它例如预测器，乱序等模块的微架构尚不清晰，等待公布更多信息再聊，除去按照惯例的性能提升描述，比较值得关注的是ARM对处理器涉及AI分析的强调，由此可以知道近几年AI发展对整个芯片行业的巨大冲击，似乎只有往AI上靠，才会获得市场的青睐，这一场AI争夺战已经进入白热化，芯片行业本身就处在中心。