最強Arm CPU發布：192核，3nm工藝

半導體行業觀察

2025/12/05

亞馬遜周四在re:invent大會上發布了 Graviton5，這是迄今為止密度最高、性能最強的 CPU，將 192 個處理器核心塞進一個插槽中，並承諾將 AWS 的性能提升到新的水平。自 2018 年首次推出以來，Graviton 芯片已成為 AWS 計算服務的主力軍。亞馬遜聲稱，在過去三年中，Graviton 芯片的新增 CPU 容量佔比超過一半。Graviton5 擁有充足的存儲容量，配備 ...

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Graviton5，這是迄今為止密度最高、性能最強的 CPU，將 192 個處理器核心塞進一個插槽中，並承諾將 AWS 的性能提升到新的水平。自 2018 年首次推出以來，Graviton 芯片已成為 AWS 計算服務的主力軍。亞馬遜聲稱，在過去三年中，Graviton 芯片的新增 CPU 容量佔比超過一半。Graviton5 擁有充足的存儲容量，配備 192 個採用台積電 3nm 工藝製造的 Arm Neoverse V3 內核。這些內核由容量更大的 192MB L3 緩存提供支持，有助於減少緩存未命中，並通過減少從速度較慢的 DRAM 中讀取的數據量來提升性能。該芯片還配備了改進的內存子系統，可將速度提升至 7200 MT/s，並且正在開發對 8800 MT/s DIMM 的支持。CPU 核心數量翻倍至 192 個的原因之一被認為是工藝節點的微型化，但人們認為在相同的成本下（簡而言之，芯片尺寸；基本上，芯片尺寸越大，製造成本越高）不可能將核心數量增加這麼多。一種可能性是採用Chiplet技術，即將芯片分成兩部分，然後將它們集成到封裝上。當我們就此詢問賽義迪先生時，他回答説：「目前我們不便透露更多信息。」從Graviton 3開始，Graviton系列處理器的內存控制器採用獨立芯片設計，並以芯粒（chiplet）的形式集成到單個封裝中。據透露，Graviton 5的內存控制器至少也採用了芯片組（chiplet）的形式，因此至少在內存控制器領域已經應用了芯片組（chiplet）技術。至於CPU芯片是否也採用了這種技術，則需要在未來公布更多細節信息後才能確定。他們還透露，L3緩存容量從Graviton 4的36MB提升至192MB，增長了5.3倍，這意味着每個核心的緩存容量從376KB提升至1MB。緩存容量越大，內存延遲越低，這對於需要低延遲的應用來説顯然是有利的。雖然 L1 和 L2 緩存的規格尚未公布，但 Arm 的 Neoverse V3 的 L1 緩存為 64KB/64KB，L2 緩存為 1MB 至 3MB，因此 L1 緩存很可能具有此容量，而 L2 緩存約為 2MB，與 Graviton 4 相同。此外，DRAM 控制器的數量尚未公布，但由於 Graviton 4 中 DRAM 控制器的通道數從 8 個增加到 12 個，我們預計 DRAM 控制器很可能也是 12 個通道。亞馬遜表示，其新款 M9g 實例的整體性能比基於 Graviton4 的 M8g 實例提升了 25%。後者配備了兩個各有 96 個核心的 CPU。而 AWS 的 Graviton5 則將這些核心整合到了單個插槽中。這使其性能足以與目前AMD和Intel最高核心數的 CPU 相媲美，後者的核心數分別高達 192 個和 144 個。可以肯定的是，亞馬遜周四在re:invent大會上發布了 Graviton5，這是迄今為止密度最高、性能最強的 CPU，將 192 個處理器核心塞進一個插槽中，並承諾將 AWS 的性能提升到新的水平。自 2018 年首次推出以來，Graviton 芯片已成為 AWS 計算服務的主力軍。亞馬遜聲稱，在過去三年中，Graviton 芯片的新增 CPU 容量佔比超過一半。Graviton5 擁有充足的存儲容量，配備 192 個採用台積電 3nm 工藝製造的 Arm Neoverse V3 內核。這些內核由容量更大的 192MB L3 緩存提供支持，有助於減少緩存未命中，並通過減少從速度較慢的 DRAM 中讀取的數據量來提升性能。該芯片還配備了改進的內存子系統，可將速度提升至 7200 MT/s，並且正在開發對 8800 MT/s DIMM 的支持。亞馬遜表示，其新款 M9g 實例的整體性能比基於 Graviton4 的 M8g 實例提升了 25%。後者配備了兩個各有 96 個核心的 CPU。而 AWS 的 Graviton5 則將這些核心整合到了單個插槽中。這使其性能足以與目前AMD和Intel最高核心數的 CPU 相媲美，後者的核心數分別高達 192 個和 144 個。AWS EC2 副總裁 David Brown 在周四的主題演講中表示：「連接處理器會引入新的延遲路徑，當一個核心需要訪問另一個 CPU 上的內存時，請求必須通過該互連傳輸，這會增加延遲、額外的協議開銷，有時甚至會導致排隊。在某些情況下，所需時間可能會延長三倍。」亞馬遜表示，Graviton5 擁有更高的核心數量，可有效降低核心間延遲約三分之一，從而提升在線遊戲、高性能數據庫、電子設計自動化和數據分析等工作負載的性能。雖然 Graviton5 實例僅需一個插槽即可運行，但亞馬遜副總裁兼傑出工程師 Ali Saidi 告訴我們，實際的計算節點仍然包含兩個插槽，並共享一個 Nitro 智能網卡。與首款支持 PCIe 5.0 的服務器 CPU Graviton3 類似，Graviton5 也將是首款開箱即支持 PCIe 6 的服務器 CPU。從 Graviton4 的 96 個核心到 Graviton5 的 192 個核心，這一躍升意義重大，因為 AWS 歷來並不追求核心數量。正如 Brown 在 2023 年接受The Register 採訪時所説，該公司更傾向於採用可以通過調整內存與計算比例或每個實例的互連速度等參數來適應多種角色的 CPU。亞馬遜旗下 Annapurna Labs 部門的聯合創始人 Nafea Bshara本周在 re:Invent 大會上告訴El Reg，Graviton5 的理念並沒有改變。他説：「降低成本的最佳方法是打造一款能夠服務於所有人的產品。因為使用量會有波動，早上可能在運行高性能計算程序，晚上可能在玩《堡壘之夜》。」Graviton芯片性能卓越且用途廣泛，能夠勝任亞馬遜所需的任何任務，而一些更專業的部件則可能閒置待用。「高利用率意味着更低的成本，從而惠及客户。」對於 AWS M9g 實例，Graviton5 已與該公司定製的 Nitro 6 智能網卡配合使用，使網絡帶寬翻倍至 100 Gbps。Nitro 的真正價值在於能夠卸載存儲、網絡和虛擬化功能，從而釋放原本會被這些進程佔用的 CPU 資源，用於處理客户端工作負載。這些網卡還引入了 Nitro 隔離技術，旨在通過數學證明確保客户工作負載彼此隔離。亞馬遜的 M9g 實例目前提供預覽版，更多計算優化型 (C9g) 和內存優化型 (R9g) 計劃於新年發布。與之前的 Graviton 實例一樣，這些實例都使用相同的芯片，但會調整每個核心的內存容量或帶寬比例。Graviton5 的首次亮相距離 AWS 推出其 Trainium3 UltraServers AI 機架系統僅幾天之隔。該系統採用類似於 Nvidia 的 NVL72 的可擴展交換結構，與上一代產品相比，性能提升了 4.4 倍。亞馬遜首次放棄了之前 UltraServer 中使用的 x86 內核，轉而採用包括 Graviton、Trainium 和 Nitro 在內的全套 Annapurna 硅芯片。亞馬遜可能是最早部署自主研發CPU的公司之一，但它並非唯一一家。上個月在微軟Ignite大會上，微軟發布了代號為Cobalt 200的第二代Arm CPU。該芯片基於 Arm 的 Neoverse 計算子系統 V3，採用台積電 3 納米工藝製造。每個處理器擁有 132 個活動核心，每個核心配備 3 MB 的 L2 緩存，共享 L3 緩存總量達 192 MB。此外，該芯片還採用定製內存控制器，默認啓用內存加密，並搭載 Arm 的機密計算架構，以防止客户工作負載與虛擬機管理程序混雜。谷歌在構建定製AI加速器方面擁有悠久的歷史，最近也加入了定製CPU的競爭，推出了Axion系列實例。該系列實例去年在Cloud Next大會上首次亮相。這些芯片比Graviton或Cobalt都要小得多，每個實例最多可配備72個Arm Neoverse V2核心，並輔以576GB內存和100Gbps的網絡帶寬。雖然Oracle目前還沒有自己的CPU，但這家蓬勃發展的雲服務提供商和數據庫巨頭運營着規模最大的基於Arm架構的Ampere CPU集羣之一。早在去年10月，Oracle就發布了基於192核AmpereOne M處理器的全新實例。AWS推出Graviton5——功能最強大、效率最高的CPU隨着雲工作負載的複雜性和規模不斷增長，企業面臨着一個持續的挑戰：如何在提升性能、降低成本的同時，履行可持續發展承諾。傳統方法往往需要權衡取捨，讓您在速度和效率之間做出選擇。為了解決這一難題，我們今天推出了 Graviton5 處理器——AWS 迄今為止最先進的定製芯片，適用於各種雲工作負載。Graviton5 的計算性能比上一代產品提升高達 25%，同時保持領先的能效，使您能夠更快地運行應用程序、降低成本並實現可持續發展目標。基於 Graviton5 的 EC2 M9g 實例可讓您更高效地處理信息，其 CPU 核心密度在 Amazon EC2 中最高——單個實例包含 192 個核心。這種高效的設計減少了數據在核心之間的傳輸距離，將核心間通信延遲降低高達 33%，同時提高了帶寬。實時遊戲、高性能數據庫、大數據分析、應用服務器和電子設計自動化 (EDA) 等高要求工作負載現在可以藉助處理核心之間更快的數據交換進行擴展。該芯片配備了容量提升 5 倍的 L3 緩存——一種高速內存緩衝區，可將頻繁訪問的數據保存在處理器附近。每個 Graviton5 核心可訪問的 L3 緩存容量是 Graviton4 的 2.6 倍，這意味着更少的等待數據延遲和更快的應用程序響應速度。內存性能也得到了提升，Graviton5 提供更快的內存速度，使您能夠更高效地處理更大的數據集並運行內存密集型應用程序。網絡和存儲帶寬也得到了提升，平均而言，各種實例大小的網絡帶寬提高了 15%，Amazon Elastic Block Store (EBS) 帶寬提高了 20%，而最大實例的網絡帶寬更是提高了一倍——從而實現了更快的數據傳輸、更快的備份以及分佈式應用程序性能的提升。Graviton5 在提供更佳性能的同時，還能顯著提升能效，幫助您在不犧牲性能的前提下實現可持續發展目標。這些創新得益於從芯片設計到服務器架構的端到端自主研發。Graviton5 採用最新的 3nm 工藝，針對 AWS 應用場景進行了優化設計，並支持裸芯片散熱等系統級優化。Graviton5 實例基於 AWS Nitro 系統構建，該系統是全球最注重隱私的機構（包括政府、醫療保健和金融服務機構）信賴的安全性和性能基礎架構。Graviton5 實例利用第六代 Nitro 卡將虛擬化、存儲和網絡功能卸載到專用硬件。這種架構幾乎將服務器的所有計算和內存資源直接提供給您的工作負載，同時實施零操作員訪問設計，從根本上防止任何其他系統或人員登入 EC2 服務器、讀取實例內存或訪問客户數據。Graviton5 推出 Nitro 隔離引擎，作為 Nitro 系統的增強功能。該引擎利用形式化驗證，從數學層面確保工作負載彼此隔離，並與 AWS 運維人員完全隔離。Nitro 隔離引擎採用精簡且經過形式化驗證的代碼庫，並使用數學證明來確保其行為完全符合定義，從而開創了基於數學證明的雲安全新標準。我們將與客户合作，提供 Nitro 隔離引擎實現的訪問權限，以便他們評估該引擎及其相關的證明。Adobe 利用 Graviton 將廣播轉化為數百萬用户的個性化觀看體驗，並藉助其提升的計算性能實時處理視頻流。Epic Games 依靠 Graviton 為數百萬玩家提供每日精彩紛呈的競技遊戲體驗，其降低的延遲和提升的帶寬確保即使在高峯時段也能流暢運行。一級方程式賽車 (F1) 使用 Graviton 幫助車迷追蹤時速高達 350 公里的賽車，處理遙測數據並為全球觀眾提供實時信息。Pinterest 基於 Graviton 的基礎設施承載着超過 5 億月活躍用户，並受益於其卓越的性價比，大規模提供個性化內容。Airbnb誕生於2007年，當時兩位房東在舊金山的家中接待了三位房客。如今，Airbnb已發展成為擁有超過500萬房東、接待房客超過20億人的全球平台，幾乎遍佈世界各地。「基於AWS Graviton5的Amazon EC2實例是我們測試過的速度最快的EC2實例之一，」Airbnb首席性能工程師Denis Sheahan表示，「在我們使用Airbnb生產搜索工作負載進行的性能測試中，我們發現其性能比同代其他系統架構提升高達25%，比上一代Graviton4實例提升高達20%。我們尤其對關鍵工作負載的P95延遲感到滿意，這有助於為Airbnb房客和房東提供一致的體驗。」作為軟件開發、工作管理和企業服務管理軟件領域的公認領導者，Atlassian 致力於幫助企業通過人工智能驅動的工作系統連接業務團隊和技術團隊，從而大規模提升生產力。Atlassian 首席工程師 Tibo Delor 表示：「Atlassian 已將超過 3000 個用於 Jira 和 Confluence 的 EC2 實例遷移到基於 AWS Graviton4 的 EC2 實例。在基於 AWS Graviton5 的 M9g 實例上對 Jira 進行測試時，我們觀察到與上一代產品相比，性能提升了 30%，延遲降低了 20%，我們期待 AWS Graviton5 的正式發布。」西門子數字化工業軟件利用西門子Xcelerator業務平台的軟件、硬件和服務，幫助各種規模的企業實現數字化轉型。西門子Calibre設計解決方案提供完整的集成電路驗證和麪向製造優化的設計EDA平台。「半導體物理驗證的未來在於雲端高性能計算，」西門子數字化工業軟件高級副總裁兼總經理Juan Rey表示，「我們與AWS的合作使Calibre處於這一變革的前沿。我們很高興地宣佈Calibre現已支持基於Arm架構的AWS Graviton處理器，與AWS其他實例相比，AWS Graviton4的性能提升高達20%，計算成本降低超過30%。早期AWS Graviton5測試顯示，性能進一步提升了30%，從而為我們的客户帶來更快的驗證速度和更短的產品上市時間。」50多年來，眾多企業信賴SAP，藉助其整合涵蓋財務、採購、人力資源、供應鏈和客户體驗等關鍵業務運營，實現卓越運營。「自2023年以來，我們一直與AWS緊密合作，在AWS Graviton上運行SAP HANA Cloud，並且每一代新的Graviton都帶來了顯著的性能提升，」SAP高級副總裁兼SAP HANA與持久性負責人Stefan Bäuerle表示，「藉助基於AWS Graviton5的Amazon EC2 M9g實例，我們在SAP HANA Cloud上觀察到OLTP查詢性能提升了驚人的35%至60%——這在短短一代產品中就取得了如此巨大的進步。」Synopsys 是芯片到系統工程解決方案領域的領導者，致力於幫助客户快速創新人工智能產品。「自 Annapurna Labs 成立以來的十餘年間，Synopsys 和 AWS 一直攜手合作，助力亞馬遜的定製芯片開發，」Synopsys 戰略與產品管理高級副總裁 Sanjay Bali 表示，「Synopsys 的 EDA 工具，例如 VCS、PrimeTime、Fusion Compiler 和 IC Validator，對 AWS Graviton 的支持對於 Graviton 以及 Nitro 和 Trainium 芯片的設計至關重要。如今，Synopsys 和 AWS 正在擴展對 Graviton 的支持，以加速客户的半導體創新。與 Graviton4 相比，Graviton5 的早期測試結果顯示，Fusion Compiler 和 PrimeTime 的運行時間提升高達 35%。此外，我們的合作伙伴 Arm 也觀察到，與前幾代產品相比，Synopsys VCS 在 Graviton5 上的運行速度提升高達 40%。」面向通用工作負載的基於 Graviton5 的 M9g 實例現已推出預覽版。面向計算密集型工作負載的 C9g 實例和麪向內存密集型工作負載的 R9g 實例計劃於 2026 年推出。（來源：綜合自亞馬遜等）*免責聲明：本文由作者原創。文章內容系作者個人觀點，半導體行業觀察轉載僅為了傳達一種不同的觀點，不代表半導體行業觀察對該觀讚好同或支持，如果有任何異議，歡迎聯繫半導體行業觀察。","kind":"news","is_publish_news":true,"is_publish_highlight":false,"is_publish_live":false,"is_publish_wemedia":null,"editions":null,"column":"","sentiment":"1","news_tag":"productRelease","news_rank":0,"symbols":[],"gpt_button":0,"need_auth":false,"code":"91000000","status":"200"}}}