Arm은 4월 28일 온라인 미디어 브리핑을 통해, 차세대 컴퓨팅 인프라를 위한 향상된 성능과 효율성 등의 특징을 제공하는 새로운 네오버스(Neoverse) 플랫폼을 소개했다. 새로운 네오버스 V1 플랫폼과 네오버스 N2 플랫폼은 인프라에 대한 수요 급증과 높은 성능에 대한 요구사항을 충족하기 위해 설계되었으며, 이전 세대보다 뛰어난 성능과 효율은 물론, ‘특화된 프로세싱’을 위한 유연성을 제공한다.

네오버스 V1은 Arm의 새로운 ‘성능 우선’ 컴퓨팅 티어의 첫 제품으로, CPU 성능 및 대역폭에 의존적인 애플리케이션을 위한 컴퓨팅을 구축할 수 있는 유연성을 갖출 수 있도록 하면서 SoC 설계 유연성 또한 제공한다. 특히 지금까지 Arm이 선보인 아키텍처 중 가장 확장된 형태의 아키텍처와 함께 스케일러블 벡터 익스텐션(SVE)의 지원으로, 고성능 및 엑사스케일 컴퓨팅 시장에서도 높은 경쟁력을 제공할 것으로 기대된다. 한편, Arm은 이 네오버스 V1이 기존의 N1 대비 50% 향상된 성능을 제공하며, 특히 광범위한 벡터 워크로드에서 1.8배, 머신러닝 워크로드에서는 4배 향상된 성능을 제공할 것이라 소개했다.

네오버스 N2 플랫폼은 최초의 Armv9 아키텍처 기반 플랫폼으로, 더욱 강화된 보안, 전력 효율성 및 성능을 갖췄다. 네오버스 N2는 N1 대비 40% 향상된 싱글 스레드 성능을 제공하면서도, 네오버스 N1과 동일한 수준의 전력 및 면적 효율성을 유지해, 뛰어난 스레드당 성능과 와트당 성능을 제공함으로써 사용자들의 총소유비용을 절감한다. 또한 네오버스 N2 플랫폼은 SVE2를 최초로 탑재한 플랫폼으로, 머신러닝, 디지털 신호 처리(DSP), 멀티미디어 및 5G 등의 광범위한 사용사례에 대해, SVE2는 높은 성능 뿐만 아니라 프로그래밍의 용이성과 SVE의 이식성을 통한 이점을 제공한다.

▲ 네오버스 플랫폼의 최신 세대인 V1, N2 플랫폼이 발표되었다 (자료제공: Arm)

정성훈 Arm 코리아 FAE 디렉터는 이 자리에서, Arm은 인프라 플랫폼으로써의 네오버스 플랫폼을 위해, 반도체 제조를 위한 공정 수준부터의 파트너십과 최적화에서부터 설계 도구, 생태계 전반에서의 활용 가능한 IP, 레퍼런스 디자인, 개발 환경과 컴파일러 최적화, 소프트웨어 생태계 확장, 표준화와 인증에 이르기까지 다양한 부분에 투자를 진행하고 있다고 소개했다. 또한 Arm은 인프라 플랫폼에서 중요하게 보는 분야로 하이퍼스케일과 클라우드 컴퓨팅, HPC, 5G 인프라, 인프라스트럭처 엣지 등을 꼽고, 이들 분야에서 Arm 기술의 활용은 점차적으로 확대되고 있다고 덧붙였다.

클라우드에서 엣지에 이르기까지 다양한 인프라 환경을 위해 구성된 Arm 네오버스 플랫폼은 기존의 N1 플랫폼에서도 가시적인 성과를 거두고 있다. AWS의 그래비톤 2(Graviton 2) 프로세서 기반의 인스턴스는 사용량이 빠르게 늘어나고 있으며, 오라클(Oracle) 또한 오라클 클라우드 인프라에 암페어(Ampere)의 알트라(Altra) 프로세서 도입을 계획하고 있는 것으로 알려져 있다. 또한 텐센트(Tencent)는 하드웨어 테스팅 및 소프트웨어 실행에 투자하고 있으며, 이를 통해 Arm 아키텍처에서 기존 대비 더 나은 성능과 효율을 기대하고 있다. 알리바바 클라우드(Alibaba Cloud) 또한 Arm 상에서 50% 향상된 드래곤웰(DragonWell) JDK 성능을 선보이면서 인프라 전반에서 인상적인 성능, 효율을 보여 준 바 있다.

소프트웨어 생태계 측면에서도 Arm 기반 환경에서 지원할 수 있는 애플리케이션과 워크로드 유형은 더욱 다양해지고 있으며, HPC 분야에서도 활용이 늘어나고 있다. 특히, 국내에서도 ETRI가 Arm의 네오버스 V1 코어와 커스텀 가속기 조합의 HPC 프로젝트 진행을 발표한 바 있다. 5G 인프라에서도 Arm의 기술은 성능과 효율성, 유연성 등으로 5G 인프라에 요구되는 특징들을 만족시키며, 네오버스 N2 기반인 마벨(Marvell)의 옥테온(OCTEON) DPU 제품군은 5G RAN과 BBU, 혹은 데이터센터의 SmartNIC 에서 뛰어난 성능을 제공할 수 있을 것으로 소개되었다.

한편, ‘프로젝트 카시니(Project Cassini)’는 엣지와 IoT 인프라에서 Arm의 기술 활용을 더욱 확대하기 위해 필요한 부분들인 표준화, 보안, 생태계 부분을 위한 노력으로 소개되었다. 표준화 측면에서는 Arm 시스템레디(SystemReady)를 통한 하드웨어와 펌웨어 표준화, 인증 프로그램이 적용되며, 보안 측면에서는 PSA 인증 등 보안 인증 프로그램의 적용, 생태계 측면에서는 클라우드 네이티브 스택과의 매끄러운 결합 등이 특징이다. 그리고 보다폰의 uCPE는 Arm 아키텍처 기반의 개방형 하드웨어에서 컨테이너와 VM 등을 기반으로 기능을 구현할 수 있도록 했으며, 이를 통해 성능과 에너지 효율, 비용 측면의 장점을 얻을 수 있었다고 소개했다.

▲ 네오버스 V1은 ‘성능’을 중시하는 새로운 컴퓨팅 티어로 포지셔닝된다 (자료제공: Arm)

▲ 역대 Arm 아키텍처 중 가장 넓은 실행 엔진 구조를 갖추고 있다 (자료제공: Arm)

Arm의 네오버스 플랫폼 로드맵에서, 처음 등장했던 N-시리즈의 N1 플랫폼은 이미 시장에서 다양한 형태로 활용되고 있으며, 효율성을 중시하는 E-시리즈의 E1 플랫폼 기반 제품도 시장 출시를 앞두고 있다. 그리고 성능을 강조하는 V-시리즈에 속하는 V1 플랫폼은 기존의 N1 대비 50% 향상된 싱글 쓰레드 성능과 함께 SVE, bFloat16 지원 등을 제공하여 HPC, AI/ML 워크로드에서도 뛰어난 역량을 제공한다. 또한 성능과 전력 효율의 균형, 스케일 아웃 확장성을 중요시하는 N-시리즈에서도 새로운 N2 플랫폼은 Armv9 아키텍처를 기반으로 N1 대비 40% 향상된 싱글쓰레드 성능을 제공할 것으로 소개했다.

네오버스 V1은 성능과 전력 효율성의 균형에서 코어당 성능에 좀 더 집중하는, 새로운 ‘성능 우선’ 컴퓨팅 티어의 첫 제품이며, 프로세서 성능 및 대역폭 의존적인 애플리케이션을 위한 컴퓨팅 환경을 구축할 수 있는 유연성과 SoC 설계의 유연성을 제공한다. 이 V1 플랫폼의 프로세서 코어는 Armv8을 기반으로 지금까지의 Arm 아키텍처 중 가장 넓은 폭의 실행 유닛 구조를 갖추어, 지금까지의 Arm 기반 코어 중 가장 뛰어난 성능을 제공한다. 또한 SoC 구성에서도 HBM3나 DDR5 등의 고속 메모리 인터페이스, PCIe Gen5나 CXL 등의 고속 인터커넥트, 그리고 프로세서 내부에서의 커스텀 가속기 구성은 물론, CCIX나 멀티 다이, 멀티 소켓 등으로의 유연한 확장이 가능한 구조를 가지고 있는 것도 특징이다.

HPC나 AI/ML 환경을 위한 인프라로의 활용에 있어, 네오버스 V1의 스케일러블 벡터 익스텐션(SVE) 지원은, 최고 수준의 코어당 성능과 함께 긴 코드 수명을 갖출 수 있도록 하며, SoC 설계자들에게도 구현의 유연성을 제공한다. 이 SVE는 기존 NEON 등의 SIMD 대비 큰 성능 향상을 제공하며, Arm의 테스트 결과에 따르면 N1 대비 N2의 NEON 기반 성능은 1.2배지만 N2의 SVE 기반 성능은 3.5배까지 높아지며, V1의 SVE 기반 성능은 N1 대비 6.9배에 이른다. 한편 N2와 V1의 SVE 성능 차이는 벡터 연산 지원 폭이나 연산 유닛의 규모 등에서 오는 부분이라 덧붙였다. 또한 성능 측면에서, V1은 N1 대비 50% 향상된 성능을 제공하며, 벡터 워크로드에서는 1.8배, 부동소수점 연산에서는 2배, 머신러닝 성능에서는 4배까지 향상된 성능을 제공한다고 소개했다.

▲ 네오버스 N2는 시장 트렌드에 맞춘, 뛰어난 효율성과 유연성을 제공한다 (자료제공: Arm)

▲ CMN-700의 확장성 지원이 대폭 늘어나면서, 향후 더욱 고성능의 SoC들이 선보일 수 있을 것으로 기대된다 (자료제공: Arm)

네오버스 N2 플랫폼은 성능과 전력 효율성의 균형을 추구하는 N-시리즈의 두 번째 플랫폼으로, Armv9 아키텍처 기반으로 선보이는 첫 번째 플랫폼이기도 하다. 성능 측면에서, N2는 N1 대비 40% 향상된 싱글 쓰레드 성능을 제공하면서도, N1과 동일한 수준의 전력 및 면적 효율성을 유지하며, NGINX 성능은 N1 대비 1.3배, DPDK L3 포워딩 성능은 N1 대비 1.2배 높은 성능을 제공한다. 이 외에도, 네오버스 N2는 클라우드 투 엣지 성능 효율성을 크게 향상시키는 SVE2를 최초로 탑재한 플랫폼으로, 머신러닝, 디지털 신호 처리(DSP), 멀티미디어 및 5G 등의 광범위한 사용사례에 대해, SVE2는 높은 성능 뿐만 아니라 프로그래밍의 용이성과 SVE의 이식성을 통한 이점을 제공한다.

한편, 네오버스 N2의 아키텍처 측면에서 주목할 만한 특징으로는, 코어당 완전히 독립된 자원을 가지는 쓰레드 구성이 꼽혔다. 기존의 아키텍처에서는 코어당 복수의 쓰레드 구성을 가질 수 있으며, 이 때 L2 등의 자원을 코어 내에서 쓰레드들이 공유하는데, N2는 코어당 단일 쓰레드 구성으로 이러한 자원들을 쓰레드가 온전히 독립적으로 사용할 수 있어, 클라우드 워크로드 등에서 성능 예측성 등에 장점을 기대할 수 있다. 또한 5G 인프라 등에서 필요한 이종 가속기 조합 측면에서도 유연한 구성과 뛰어난 전력 효율을 구현할 수 있는 특징을 제공한다.

한편, 네오버스 V1 및 N2 기반의 고성능 SoC 설계를 지원하는 CMN-700 인터커넥트는 플랫폼의 확장성 측면을 극대화한다. 이전 세대의 CMN-600과 비교하면, CMN-700은 다이와 시스템 수준에서 지원하는 코어 수는 4배, 다이 당 시스템 레벨 캐시 사이즈는 4배, 다이당 노드 수는 2.25배, 다이당 메모리 디바이스 포트 수는 2.5배, 다이당 CCIX 디바이스 포트는 8배 늘어나, 더욱 큰 규모의 시스템을 구현할 수 있게 지원한다. 또한 소프트웨어 제어 동적 리소스 관리 기능이나, CCIX 2.0, CXL 2.0 지원 등의 새로운 특징이 추가되었다.

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