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阿里平头哥发布首颗5nm通用服务器芯片!基于ARMv9架构性能超业界
发布时间:2021-11-21        

  阿里平头哥发布首颗5nm通用服务器芯片!基于ARMv9架构,性能超业界标杆20%

  10月19日凌晨,苹果刚刚拿出M1 Pro和M1 Max两款芯片,几个小时后刚开幕的云栖大会上,平头哥芯片家族就再添一员猛将——倚天710。

  和2019年的AI推理芯片含光800不同,倚天710是一颗通用服务器CPU芯片,采用了业界最先进的5nm工艺,单芯片容纳高达600亿晶体管。

  在芯片架构上,基于最新的ARMv9架构,内含128核CPU,主频最高达到3.2GHz。在内存和接口方面,集成了DDR5、PCIE5.0等技术,能有效提升芯片的传输速率,还可适配云的不同应用场景。

  官方介绍表示,该芯片是业界性能最强的ARM服务器芯片,性能超过业界标杆20%,能效比提升50%以上。

  阿里云智能总裁、达摩院院长张建锋表示:“基于阿里云‘一云多芯’和‘做深基础’的商业策略,我们发布倚天710,希望满足客户多样性的计算需求,这款芯片不出售,主要是阿里云自用。我们将继续与英特尔、英伟达、AMD、ARM等合作伙伴保持密切合作,为客户提供更多选择。”

  我们都知道,芯片内部是由大量晶体管组成的复杂电路,其中晶体管的栅极是最窄的线条,这个线条的宽度就代表了工艺的大小。工艺越小,单位面积所能容纳的晶体管就越多,芯片的性能就越强,但数值越低,对技术的要求也越高。

  而倚天710是第一颗采用5nm工艺的服务器芯片,采用了5nm工艺,容纳了600亿晶体管。

  为此,倚天710采用很多领先技术,比如ARMv9、DDR5、PCIe5.0等,这些技术都是刚刚诞生不久,在研发过程中也做了深度定制,同时也引入了自研技术。

  平头哥从前端架构设计到后端物理实现都是自研,因此研发既面临着工艺和IP不成熟的困难,还要针对云场景的独特要求做定制化设计,技术上保障性能、功耗的均衡。

  在前端设计方面,为解决核数众多条件下的带宽瓶颈,平头哥对于片上互联作出特殊优化,采用了新的流控算法,降低系统反压,有效提升了系统效率和扩展性,使单核高性能有效地转化为整个系统的高性能。

  此外,通过新的系统地址到DRAM地址的转换机制,支持安全、非安全隔离、多NUMA、异常通道隔离多种特性,同时DRAM读写效率大幅度提升;

  在后端物理实现方面,研究人员调度多达30种不同EDA软件、深度定制时钟网络和定制IP技术,此外平头哥还采用了先进的多芯片堆叠技术,确保芯片性能、功耗的优化。

  从专用芯片走向通用芯片,倚天710的成功研发,也标志着平头哥具备大型复杂芯片的研发设计能力。

  对此,Arm基础设施事业部全球副总裁邹挺表示:“平头哥在服务器处理器倚天710芯片的研发成果无疑是一项重大的里程碑,同时也验证了Arm IP在基础设施领域的产品路线图以及每瓦性能的优势。期待继续与平头哥和阿里巴巴在芯片设计、软件应用优化以及生态孵化方面开展进一步深入的合作。”

  平头哥于2018年成立,过去三年已推出多款业界领先的芯片类产品,平头哥表示,未来阿里还会继续坚持投入芯片的研发。

  2016 年,阿里投资软件定义网络(SDN)芯片公司Barefoot以及翱捷科技、寒武纪、中天微、恒玄科技等多家芯片公司。

  2017年,阿里成立达摩院,组建了一支由半导体行业顶级专家组成的技术团队。

  2018年,阿里全资收购大陆唯一拥有自主嵌入式CPU IP core的中天微。也正是在同一年的云栖大会上,达摩院芯片研发团队与中天微团队合并,平头哥半导体公司宣布成立。

  2019年7月,平头哥发布当时业界性能最强的RISC-V处理器玄铁910。玄铁910的发布意味着基于RISC-V架构的高性能芯片成为可能,也让芯片设计的门槛进一步降低,并为终端提供算力基础设施。

  同年的云栖大会上,平头哥发布阿里第一颗芯片含光800,这是一颗针对场景深度定制的芯片,创造了性能和能效比的两项第一。目前,含光800已规模化部署于阿里云,基于这颗自研芯片的阿里云为云上企业提供了差异化选择,目前已应用于搜索推荐、视频直播等场景。

  随后便是在今年的云栖大会上,阿里推出首个通用服务器芯片倚天710,通用CPU的重要性和难度想必是不言而喻,哪怕是今天,具备这一技术能力的企业也寥寥可数。

  在标准测试集SPECInt2017上,倚天710芯片的性能分数超过440,直接登顶芯片性能排行,甚至性能超过业界标杆20%,能效比提升50%以上。

  据了解,此次发布的倚天710将在阿里云数据中心部署,并逐步服务云上企业。

  随着倚天710的发布,平头哥已拥有处理器IP、AI芯片及通用芯片等产品家族。其中,玄铁系列为AIoT终端芯片提供高性价比IP,AI芯片含光800通过阿里云为人工智能场景提供极致AI算力,通用服务器芯片倚天710则通过阿里云为云上客户提供差异化的顶级算力。

  同时,平头哥也表示,将开源玄铁RISC-V系列处理器。对此平头哥说到,对于正在上升期的RISC-V架构技术而言,只有更多的开发者和企业使用,才能共同推进生态进步,真正让这一技术在芯片和操作系统等软硬件层面实现繁荣,平头哥也会从中受益。

  同时,玄铁RISC-V处理器系列开源,将持续提供技术和服务更新,帮助企业和开发者从开源中真正落地,走向商业成功,共同繁荣“云端一体”的AIoT生态。

  阿里表示,希望能通过自研的强大技术平台和生态系统能力,推动国产自主芯片的产业化落地。

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