AWS Graviton4 助力加速全 Arm 架構的基礎設施時(shí)代
加入技術(shù)交流群
作者： Arm 工程部設計服務(wù)總監 Tim Thornton
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/202409/462645.htm自 2019 年基于 Arm Neoverse N1 核心的 AWS Graviton2 推出以來(lái)，Arm 攜手合作伙伴持續提升基于 Arm 架構的設計性能。如今，AWS Graviton 處理器已發(fā)展到了第四代，在 AWS Graviton4 全面上市之際，我們也一起來(lái)回顧一下過(guò)去幾年所取得的進(jìn)展。
在 Arm，芯片設計流程的一個(gè)關(guān)鍵階段是 RTL 仿真。在此過(guò)程中，驗證工程師采用以 Verilog 表達的設計，并使用如西門(mén)子的 Questa 高級仿真器或 Cadence 的 Xcelium 等 RTL 仿真器來(lái)展示設計的功能。通過(guò)定義特定輸入時(shí)的預期輸出，可以使用 RTL 仿真器來(lái)驗證設計是否達到預期性能。這對于確保高質(zhì)量的產(chǎn)品至關(guān)重要，但這一過(guò)程對算力資源的消耗極高。自 Graviton2 問(wèn)世以來(lái)的數年中，我們逐步將仿真任務(wù)遷移到基于 Arm 架構的計算平臺上，目前我們有超過(guò)半數的 RTL 仿真工作是在基于 AWS Graviton 的 Amazon EC2 實(shí)例上執行的。
Graviton2 能夠提供優(yōu)于 x86 架構的性能。該平臺發(fā)布時(shí)，基于 Intel Xeon 的 M5 實(shí)例是當時(shí) EC2 現有實(shí)例中最新式的類(lèi)型。與 M5 相比，基于 Graviton2 的 M6g 實(shí)例性能提高了 20%，每個(gè)虛擬 CPU (vCPU) 的小時(shí)成本降低了 20%，相當于能以六成的成本達到相同的仿真結果。
在 Arm，我們的回歸仿真通常在夜間運行，并包含大量的獨立測試。對于這些測試來(lái)說(shuō)，原始性能并非關(guān)鍵，它們更注重吞吐量，因此要啟用 SMT 運行。我們的工程師也會(huì )在白天進(jìn)行一些仿真，在這種情況下，則需要更快的周轉時(shí)間。
接下來(lái)的 AWS Graviton3 采用了 Neoverse V1 核心，取決于具體的工作負載，其性能比 Graviton2 提高了 20% 至 30%。這使得 Graviton3 vCPU（一個(gè) Neoverse V1 核心）的性能達到了與傳統基于 x86 架構核心相當的水平。因此，我們考慮將 Graviton 用于對性能敏感的仿真工作中，這些工作在過(guò)往是需要使用禁用 SMT 的非 Graviton 實(shí)例。
現在，AWS Graviton4 已全面上線(xiàn)，將性能提升到了全新水平。Graviton4 采用了 Neoverse V2 核心，在我們的 EDA 工作負載上，性能比上一代產(chǎn)品提高了 20%。圖 1 展示了我們將各代 Graviton 產(chǎn)品用于主要 RTL 仿真器所達到的性能水平。就單個(gè) vCPU 而言，Graviton4 是經(jīng)內存優(yōu)化的 Amazon EC2 實(shí)例（R 實(shí)例系列）中速度最快的處理器，并具有很高的性?xún)r(jià)比。Arm 也因此在部分性能敏感型工作負載中開(kāi)始使用 Graviton4。
圖 1：使用西門(mén)子 Questa 高級仿真器時(shí)，
各代 AWS Graviton 所達到的 RTL 仿真性能
Graviton4 的推出使得一系列新的 EDA 應用能夠在 Arm 平臺上運行，不僅為這些應用提供了基礎支持，更成為各類(lèi) EDA 工作負載的理想平臺。
每一代 Graviton 相較于上一代產(chǎn)品，性能和性?xún)r(jià)比都有顯著(zhù)提升。就每個(gè) vCPU 而言，Graviton4 的速度幾乎是 Graviton2 的兩倍；與基于 Graviton 的前幾代實(shí)例相比，Graviton4 可支持擁有多達三倍 vCPU 的實(shí)例，從而大幅提高了每個(gè)實(shí)例的最大容量。盡管性能有了顯著(zhù)提升，但與 Graviton3 相比，每小時(shí)費用僅增加了不到 10%。按吞吐量衡量，Graviton4 是極具性?xún)r(jià)比的 AWS 實(shí)例類(lèi)型。
圖 2：使用西門(mén)子 Questa 高級仿真器時(shí)，
各代 AWS Graviton 的 RTL 仿真成本
AWS Graviton4 現已正式推出，驅動(dòng)著(zhù) Amazon EC2 R8g 實(shí)例，并兼容前幾代基于 Graviton 的實(shí)例版本。Arm 也將持續擴展基于 Graviton 實(shí)例的應用范圍，以推動(dòng)基于 Arm 架構的新一代處理器設計，并一如既往地實(shí)現出色的性能提升。
評論