Arm TechDays 2019

Auf in Cloud und Infrastruktur: Das ist Arms Neoverse-Universum

20. Februar 2019, 14:00 Uhr | Frank Riemenschneider

Fortsetzung des Artikels von Teil 3

Neoverse-N1-Hyperscale-Referenzdesign

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Ein Neoverse-N1-Referenzdesign für Hyperscale-Server-Anwendungen.
© Arm

Für Anwendungen, die höchste Rechenleistung erfordern wie eben Server- und Cloud-Anwendungen, hat Arm das sogenannte Hyperscale-Referenzdesign entwickelt. Hyper-Skalierung ist die Fähigkeit einer Architektur, angemessen zu skalieren, wenn dem System eine erhöhte Nachfrage hinzugefügt wird. Dies beinhaltet die Fähigkeit, Compute-, Speicher-, Netzwerk- und Speicherressourcen nahtlos zu einem bestimmten Knoten oder einer Reihe von Knoten hinzuzufügen. Hyperscale-Computing ist notwendig, um eine robuste und skalierbare Cloud- oder Big-Data-Infrastruktur aufzubauen.

Das Arm-Design beinhaltet 64 bis 128 N1-CPUs mit einer Taktfrequenz zwischen 2.6 und 3.1 GHz, ein CMN-600-8x8-Mesh-Netzwerk mit 128 MB System-Level-Cache (SLC), der von CPUs, Hardware-Beschleunigern und I/Os geteilt wird und auf einen Datendurchsatz von mehr als 1 TB/s kommt, 128 Leitungen für PCIe/CCIX und 8 Kanäle für DDR4-3200-Speicher (Bild 9). Das mit 1.8 bis 2.2 GHz getaktete kohärente Mesh-Netzwerk kann pro Taktzyklus zwei Datenpakete übertragen, da es bidirektional arbeitet.

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Skalierung von CPU-Kacheln mit Neoverse-N1-CPUs für Hyperscale-Anwendungen.
© Arm

Die Skalierbarkeit der Architektur ist in Bild 10 ersichtlich. Aus einer CPU-Kachel mit 2 N1-CPUs und einem Teil des SLC (dieser kann innerhalb des Netzwerks insgesamt in bis zu 64 Teile mit jeweils bis zu 128 MB aufgeteilt werden, um die Übertragungswege kurz zu halten) werden sogenannte Super-Kacheln aus jeweils 8 Kacheln gebildet, aus denen dann wiederum das Gesamtnetzwerk gebildet wird. In Bild 10 wird beispielhaft aus 4 Super-Kacheln eine Architektur mit 64 CPUs gebildet.

Das Neoverse-N1-„Edge-Referenzdesign“ soll bei rechenintensiven Workloads in der Edge-Cloud und bei Netzwerk-, Storage- und Security-Anwendungen zum Einsatz kommen. Ein Beispiel für Letztere ist der Wechsel vom traditionellen Ansatz, für Netzwerk- und Storage-Lösungen über Geräte mit fest verbauter Funktionalität an den Computer-Cluster anzuhängen, zu einem Ansatz mit software-definierten Lösungen und Virtualisierung. SmartNICs wurden bislang häufig innerhalb einer Energiebudgets von 35 bis maximal 65 W über 8 bis 16 Cortex-A72-CPUs zuzüglich Hardware-Beschleunigern abgebildet. Bild 11 zeigt beispielhaft ein SoC mit nur 35 W Leistungsaufnahme, bestehend aus 8-16 Neoverse-N1-CPUs, Virtualisierung und Hardware-Beschleunigung für Netzwerk-, Storage- und Security-Tasks.

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Neoverse-N1-Edge-Referenzdesign soll bei Netzwerk-, Storage- und Security-Anwendungen zum Einsatz kommen.
© Arm

  1. Auf in Cloud und Infrastruktur: Das ist Arms Neoverse-Universum
  2. Die Neoverse-E1-CPU
  3. Neoverse-Referenzdesigns
  4. Neoverse-N1-Hyperscale-Referenzdesign
  5. Neoverse-Entwicklungsboard
  6. Fazit

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