完整解析 Arm Neoverse
專為大規模 AI、雲端服務和邊緣運算打造的基礎設施級 CPU 平台
十年前，雲端基礎設施以網路應用和企業級工作負載為主，效能與功耗相對穩定可預測。而現在，雲端基礎設施必須應對 AI 工作負載的規模化擴展，保障多租戶環境的安全，並將算力從資料中心延伸至資料產生的源頭。
如今的雲端平台在全球各地運行，AI 工作負載對記憶體頻寬和效能提出更高的要求；同時，分散式系統使算力更加接近於使用者和裝置，而營運商則面臨提升能效比、加強架構安全性、縮短部署時間的多重壓力。
基礎設施正朝著分散式、軟體定義和 AI 驅動的方向演進，必須在固定功耗與成本限制內，實現高效能，並能高效率地擴展。
而這正是 Arm Neoverse 平台誕生的使命。
Arm Neoverse 平台是什麼？
Arm Neoverse 平台是一系列基於 Arm 架構建構的基礎設施級 CPU 核心，並針對雲端運算、高效能運算 (HPC)、AI/機器學習工作負載及邊緣部署進行最佳化。這些核心構成了一個可擴展的基礎平台，可用於：
- 雲端資料中心處理器
- AI 主節點 CPU
- 高能效伺服器平台
- 適用於超大規模雲端服務環境的客製化基礎設施晶片
與主要針對終端使用者裝置的處理器不同，Arm Neoverse CPU 專為跨雲端伺服器的高可擴展性而設計，可為要求苛刻的工作負載提供持續的輸送量，在資料中心實現強大的每瓦效能，並為 AI 和 HPC 應用提供大記憶體頻寬。Arm Neoverse 專為共用環境中的平台級整合和多租戶安全性而建構。
例如，在大規模部署中，表面上看似「漸進式」的效能提升，實際上會在機架層級轉化為更高的工作負載密度。更高的每時脈週期指令數 (IPC)、更高的記憶體頻寬，以及具備良好擴展性的多核架構設計，能夠在既定功耗預算內提供更高的機架級運算吞吐能力。由此，單節點能夠運行更多的雲端服務、容器化工作負載，以及AI/機器學習任務，同時避免因運算資源、記憶體頻寬或資料通路受限而產生系統級瓶頸，進而提升基礎設施整體資源利用率與規模化效率。
正是這種「架構設計緊貼現實需求」的理念，讓 Arm Neoverse 平台在基礎設施領域脫穎而出。
Arm Neoverse 平台產品組合：V 系列和 N 系列
為了更能理解 Arm Neoverse 平台在現代基礎設施上的可擴展性，下面列出了產品組合中的所有系列。各個核心基於相同的架構建構，但根據效能、效率、可擴展性與部署要求上的不同進行了最佳化。
| 核心 | 架構 | 效能概況 | 量化表現 | 主要區別 | 典型場景 |
|---|---|---|---|---|---|
| Neoverse V3 | Armv9 | 為雲端服務、HPC 和機器學習提供超高效能 | 與 Neoverse V2 相比，效能實現了兩位數的提升（雲端服務 + 機器學習工作負載） | 首款支援 Arm 機密運算架構（CCA）的 Neoverse 核心 | AI 資料中心、超大規模雲端服務、安全的多租戶工作負載 |
| Neoverse V2 | Armv9 | 為雲端服務、HPC 和機器學習提供高效能 | 與 Neoverse V1 相比，效能提升多達 2 倍（雲端 + 機器學習工作負載） | 包含記憶體標籤擴展（MTE），專為可擴展的基礎設施平台設計，支援第二代可擴展向量延伸指令集（SVE2） | 超大規模雲端服務、HPC 叢集 |
| Neoverse V1 | Armv8.4-A | 為 HPC 和 AI 提供良好效能 | 與 Neoverse N1 相比，效能提升 50% | 兩個 256 位元 SVE 向量單元；支援靈活向量長度的 SVE | HPC 工作負載、向量密集型應用 |
| Neoverse N3 | Armv9.2-A | 針對每瓦效能進行最佳化 | 與 Neoverse N2 相比，每瓦效能提升 20%，機器學習效能提升近 3 倍 | 可從 8 核擴展到 192 核，甚至更多（搭配 Neoverse S3 平台 IP） | 超大規模雲端服務、電信基礎設施、網路、邊緣運算 |
| Neoverse N2 | Armv9 | 均衡的效能與能源效率 | 與 Neoverse N1 相比，IPC 提升 40%，同時保持出色的能效 | 首款 Armv9 基礎設施 CPU；支援 SVE2 和 MTE | 橫向擴展型雲端服務、雲端原生工作負載、網路基礎設施 |
| Neoverse N1 | Armv8.2-A | 高能源效率的雲端原生運算 | 據合作夥伴反映，性價比和總擁有成本（TCO）表現出色 | 專為雲端運算進行最佳化，提升運算密度；在雲端執行個體中被廣泛採用 | 雲端原生工作負載、超大規模雲端服務 |
Arm Neoverse 平台的實際應用
Arm Neoverse 是針對現代雲端運算和 AI 基礎設施的基礎 CPU 平台，驅動超大規模雲端服務提供者所部署的系統，構成了融合型 AI 資料中心的運算基礎。
NVIDIA Grace 和 Vera Rubin 平台：NVIDIA Grace CPU 超級晶片基於 Arm Neoverse V2 平台打造，配備高頻寬記憶體，支援 AI 和 HPC 負載。同時，Vera Rubin 平台則將此模式擴展到新一代 AI 系統的發展需求（包括智慧代理推論工作負載），進一步強化 CPU 在日益複雜的 AI 基礎設施中的調度、資源編排與系統管理角色。
Amazon Graviton4 和 Graviton5：Amazon Graviton4 處理器基於 Arm Neoverse V2 平台打造，支援資料庫、Web 應用、資料分析和機器學習等通用雲端工作負載。Graviton5 基於 Neoverse V3 平台打造，進一步完善了融合型 AI 資料中心的基礎，可在同一基礎設施中支援大規模 AI 推論和傳統雲端服務。
Microsoft Azure Cobalt 100 和 Cobalt 200：Azure Cobalt 100 基於 Neoverse CSS N2，針對基礎設施服務和分散式應用中的橫向擴展型雲端原生工作負載。Cobalt 200 則基於 Neoverse CSS V3 打造，為次世代雲端環境提供更高的效能密度與能源效率。
Google Axion：Axion 處理器支援通用雲端工作負載，包括 Web 和應用伺服器、開源資料庫、分析引擎、容器化服務和基於 CPU 的 AI 推論，實現在同一基礎設施中為雲端原生和 AI 相關工作負載提供均衡算力。
總而言之，Arm Neoverse V 系列專為雲端服務及 AI 資料中心的極致效能而打造，在這些場景中，算力擴展與安全強化相輔相成。同時，Neoverse N 系列則聚焦高效率擴展，為雲端原生及電信工作負載提供出色的每瓦效能。
什麼是 Arm Neoverse CSS？
Arm Neoverse 平台定義了驅動現代基礎設施的 CPU 核心，而 Arm Neoverse 運算子系統 (Compute Subsystems, CSS) 則在此基礎上提供預整合、預驗證的基礎設施平台。
Neoverse CSS 將 Neoverse CPU 核心與互連、記憶體子系統及系統 IP 整合成一致且預驗證的運算平台，使合作夥伴免於自行拼裝元件，而是直接在已經測試的基礎上建構，專注於實現針對特定工作負載的差異化創新。
從實際角度來看，這不僅能夠減少系統級驗證工作量，而且縮短了客製化基礎設施晶片上市所需的時間，為雲端運算、AI、電信和邊緣處理器，提供了從架構設計到部署階段的可擴展路徑。
如果說 Neoverse 核心定義了效能與能效特性，Neoverse CSS 則定義了如何將這些能力在實際生產系統中落地。
未來的基礎設施基石
談及 AI 基礎設施，加速器常是被關注的焦點，但 CPU 才是系統高效運轉的根本。它協調加速器、編排任務、處理資料、管理記憶體層級、實施多租戶安全機制，支援通用運算和專用 AI 運算流程。隨著基礎設施在雲端和邊緣環境中持續擴展與規模化部署，對平衡、高效和安全的 CPU 基礎平台的需求變得更加突出。
Arm Neoverse 平台正是為此建構，它將架構設計與雲端運算、AI、網路和邊緣部署的實際情況相結合，進一步強化了 CPU 做為現代基礎設施控制和協調層的作用。隨著運算架構日趨多元化，基礎設施級 CPU 始終是支撐各類架構協同高效運行的堅實基礎。
關於 Arm
Arm 是業界效能最高且最節能的運算平台，其無可比擬的應用範疇觸及全球所有連網使用者。為因應全球對運算永無止境的需求，Arm 提供先進的解決方案，使全球領先的科技公司得以釋放前所未有的 AI 體驗與功能。透過與全球最大的運算生態系及 2,200 萬名軟體開發者的共同努力，我們正在 Arm 平台上建構 AI 的未來。
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