欧盟首款Arm服务器芯片规格曝光,更多处理器计划在后头

2020-04-23 14:00:32 来源: 半导体行业观察

来源:内容由半导体行业观察(ID:icbank)编译自 thenextplatform 」,谢谢。


欧盟已经明确表示,它希望能够独立进行服务器芯片设计。然后将其应用到通用和百亿级超级计算机理。这是一项艰巨的任务,而由菲利普·诺顿(Philippe Notton)创立的法国创业公司Silicon Pearl正在承担这一任务。

欧盟正在资助创建自己的服务器处理器。对我们而言,有趣的是,无论欧洲多么努力,他们与英国的联系仍然牢固,具有讽刺意味的是,英国正处于退欧进程的中间,以政治上和经济上与欧盟脱钩。

得出的结论是,除非欧盟愿意为其自己的指令集或英特尔和AMD共同控制的X86指令集的克隆提供资金,否则他们就只能将使用某种Arm设计。当然,Arm Holdings拥有在一些服务器中使用的Arm芯片知识产权的许可,但在许多智能手机,平板电脑以及各种控制器,嵌入式系统和电信设备中使用的都是此类芯片。这是一家在计算领域拥有悠久历史的英国公司,目前由日本企业集团软银拥有。那么鼓励基于欧洲本土处理器的机器运行Linux的Ubuntu Server变体也就不足为奇了,因为该变体由英国的Canonical公司控制(当然,英国退欧没有发生) ,或SUSE Linux(现在由英国一家公司Micro Focus International控制,但在德国纽伦堡有着很深的渊源)。如果英国只是放弃英国脱欧,这将是一个更加简单和清洁的欧洲故事。也就是说,SUSE Linux在德语方面足以成为欧洲首选的Linux。

而诺顿的公司名是SiPearl,其总部位于巴黎西侧,在法国Rivera设有开发实验室。去年6月,作为欧洲处理器计划的一部分,我们通过了SiPearl的采访。据介绍,现在,SiPearl已获得620万欧元(约合670万美元)的初始资金,并雇用了前十名员工,并从Arm Holdings手中获得了“ Zeus” Neoverse N2内核和相关技术的许可,从而开始了其第一代Arm服务器处理器芯片“Rhea”的设计。

我们认为这是一个与Notton坐下来聊聊SiPearl,聊聊他们如何实现EPI的目标以及作为一家拥有自己抱负的独立公司该如何运作。在Arm服务器芯片这个市场,Ampere Computing,Marvell、Fujitsu、华为、飞腾和亚马逊是重要的参与者。

诺顿对半导体并不陌生。他于1993年在巴黎的CentraleSupelec取得了信号工程专业的电气工程学位,并在Thomson Broadcast和巴黎Canal +设计数字机顶盒的处理器上,之后担任了LSI Logic和Microsemi的现场应用工程师。然后,Notton出任Mstar Semiconductor副总裁,该公司为各种消费和图像处理产品生产ASIC。后来还加入了意法半导体。2017年6月,诺顿加入拥有服务器制造公司Bull的Atos公司,领导其处理器计划,并被任命为欧洲处理器计划的总经理。

Notton告诉The Next Platform,在SiPearl Arm服务器芯片上工作的工程师数量(第一代Rhea和第二代Chronos)将在接下来的两年内随着Rhea的创建,测试和扩展而增长到200名左右。当然,所有这些都需要SiPearl去筹集更多资金以支持这项工作,随着该公司现已成立并获得初始资金,Notton将从今年开始认真开展这项工作。


路线图在芯片行业始终是一项棘手的业务,从上面显示的路线,我们也看到了他们的节奏,但时间点可能会有所不同。根据规划,他们的第一代Rhea芯片将在台湾半导体制造公司的N6工艺中进行生产,这就是所谓的7+纳米工艺,如Arm Neoverse服务器芯片设计路线图所示。(N6是一种增强的7纳米工艺,可缩小到6纳米,并采用极端的紫外线光刻技术来实现。)

Rhea最初定于2021年至2022年的某个时候推出,但Notton表示,现在有望在2022年年底全面生产Rhea,并补充说Chronos可能会在2024年出现,而不是如上面路线图说的在2022年至2023年之间出现。

上面路线图中显示的第一个气泡是Rhea芯片的设计,第二个气泡是生产的节奏。第三个气泡是针对Chronos芯片的,该芯片也基于Zeus内核,并且可能使用的制造工艺将缩小至5纳米,与Arm Neoverse服务器芯片设计路线图一致。未命名的第三代SiPearl芯片可能与Arm的“ Poseidon”核心对准,后者在台积电使用5纳米工艺。但是Notton并没有证实这一点,我们怀疑该芯片可能会在2025年末或2026年初问世。

但我们应该明白,现在离SiPearl成为这个市场的玩家还为时过早。

Zeus授权对于SiPearl取得成功是绝对必要的。我们来看一下同行Ampere Computing两年多以前所做的事情,当时Ampere Computing从Applied Micro购买了资产并放弃了Applied Micro一直在使用的X-Gene内核,转向Arm的Neoverse N1设计中的“ Ares”内核为其“ Quicksilver” Alta Arm服务器芯片设计,该芯片在三月份才问世。

“ SiPearl是面向商业的,我们有三年的时间来制造芯片,” Notton解释道。“当您有三年的时间制造芯片时,您将无法从头开始重新创建所有内容,因为这在物理上是不可能的。对于某些组件,你需要决定是制造还是购买,如果要制造它们,您需要有一个团队。但对于某些组件,特别是对于内核,这是不可能的。我们没有时间。Marvell制定了自己的核心战略,并且他们拥有一支团队,并且他们很早就开始的。出于与我们相同的原因,Ampere使用Arm内核。而今天,即使您给我预算来设计自己的核,我也不确定这是否是最佳策略。Arm具有正在工作的核心,作为新公司的第一个设计,我们必须避免风险。

至于为什么Arm而不是另一个核心呢?对于RISC-V,现在还为时过早,对于通用处理器而言肯定是这样。X86不是官方许可的,对于我们正在做的事情来说,它以美国为中心。对于我们来说,Arm更加中立,他们为HPC所做的事情很有道理。”

至于Rhea可能会有多少个内核的问题,诺顿说:“内核很大,因此你不能将200个内核放在芯片上。” 这并不是关于相对核心大小的陈述,而是所有计算核心都相当大的陈述。我们的猜测是,考虑到该过程以及Arm本身说设计针对插槽中的64核到128核之间的优化这一事实,内核数将在100个左右。这就可以用小芯片(chiplet)或在单片芯片上完成,尽管Notton不会谈论小芯片,但我们怀疑与Ampere Computing一样,SiPearl会转向小芯片发展。

很明显,有很多方法可以玩这个游戏。

Rhea芯片将支持DDR4和DDR5主存储器以及HBM主存储器(我们不知道它是HBM2还是HBM3存储器,但我们会以为后者是后者,因为这是更芯的版本)。Rhea还将使用PCI-Express 5.0外围控制器,并将支持CCIX协议,用于通过PCI-Express加速器。

当我们询问是否支持同时运行在PCI-Express 5.0传输之上的英特尔CXL协议时,诺顿没有发表评论,他同样也不想评论CCIX端口是否将用于创建NUMA计算机。显然,鉴于Neoverse采用CCIX作为处理器插槽的NUMA共享内存群集的传输方式,这不仅是可能的,而且当客户需要更多的I / O和针对一定数量的内核的内存带宽和容量时,有时这是理想的。


SiPearl芯片将在CPU封装中捆绑各种加速器,并且还使用TSMC的CoWoS技术将其他加速器以及HBM存储器捆绑到封装中。Nvidia和AMD分别使用它们的技术推出了Tesla和Radeon Instinct GPU加速器。

拒绝受制于美,欧洲推自研处理器计划


欧洲处理器计划(European Processor Initiative,简称EPI),扮演欧洲Exascale级计算发展计划中的重要角色,自去年12月计划开跑以来已近六个月。近日EPI提交架构设计给欧盟执委会(European Commission),为该计划初步执行历程立下里程碑。EPI计划将成为欧洲在高效能运算(HPC)计划中的基石,原先集结来自10个欧洲国家的23家研发伙伴,现在又迎接了三家有力的新伙伴。


EPI联盟旨在开发低功耗微处理器,并销售至市场,确保高阶芯片设计的核心能力留在欧洲。欧盟的展望2020计划(Horizo n 2020),以特殊的框架伙伴协定(Framework Partnership Agreement),提供该计划研发资金。合作第一阶段签订三年的Specific Grant Agreement,将在2021年11月到期。

欧洲处理器计划(European Processor Initiative,简称EPI)注定会对欧洲的高性能计算产生深远影响。尽管这项工作仍处于早期阶段,但两款处理器的体系结构似乎已经选定,分别为Arm和RISC-V。该项工作将为研制欧洲全自主的E级超级计算机奠定重要基础。


这些处理器的第一代芯片预计在2020年推出,以便及时地为欧盟将在2020-2021年间部署的E级先导系统提供支撑,而第二代芯片将于2023-2024年助力欧盟的第一套E级系统。这项系统工程由EuroHPC(欧洲超算联盟)主导,该组织成立的初衷就是使欧洲在高性能计算技术方面与美国、中国和日本并驾齐驱。这项任务的部分工作涉及开发自研组件,以增强欧盟成员国对超级计算机的自主可控能力。

为了这项重大计划,EPI联盟集结来自各相关领域的专家,包含高效能计算研究社群、各大超级计算中心、计算机系统产业、汽车业、半导体产业,以及潜在的科学或产业使用者。透过合作设计,EPI将设计并发展出欧洲第一个HPC系统,主要的研发项目为「HPC处理器」、「加速器」与「汽车平台」。

EPI董事长Jean-Marc Denis表示:「欧洲处理器计划将提供核心技术给这项欧洲HPC计划,以打造一个独立创新的欧洲高效能计算暨资料生态系。高效能又节能的EPI处理器系列将包含最先进的通用核心和加速器核心,它们将实现前所未有的处理能力,让欧洲产学界的研究者最有效率地解决国际当前面对的挑战。此计划的永续经营有赖于仔细权衡后锁定的目标市场,主要聚焦在Exascale级HPC/AI和汽车市场。」

巴塞隆纳超级运算中心主任Mateo Valero教授则表示:「加速器对持续效能精进来说非常重要,同时还能降低运算时的功耗。由于未来的超级电脑多半会是异质的,EPI的第一个加速器会从RISC-V技术着手,为HPC和AI提供两个特殊的向量和人工智慧加速器;第二个加速器则根据无晶圆厂设计公司Kalray的IP,将引导汽车确定性计算。这两个加速器针对未来全球HPC和AI汇整的运算需求,将提出一项欧洲解决方案。」

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