Arm Neoverse S3 系统 IP 为打造机密计算和多芯粒基础设施 SoC 夯实根基

Arm Neoverse S3 是 Arm 特地面向根底办法的第三代体系 IP，使用局限涵盖高性能计较 (HPC)、 (ML)、边缘和表现处置单位，是新一代根底办法体系级芯片 (SoC) 的现实手艺根底。Neoverse S3 设想完成了芯粒 (Chiplet) 与秘要计较 (Confidential Compute) 等关头立异，为分工火伴供应了支撑 UCIe、DDR5、CXL 3.1 和 PCIe Gen5/Gen6 等行业规范的现成性能。Neoverse S3 供应了一整套体系 IP，可以或许完成高度可组合性、更高的 IO 吞吐量和加强的平安特点。其主要特点包孕：

支撑设置装备摆设调配秘要计较的 Arm 秘要畛域治理扩大 (Realm Management Extension, RME) 性能，而且吻合行业规范 DPE，举行“应用中”的数据维护。

支撑 PCIe Gen6、CXL 3.1、DDR5 和 HBM3 的 IO 与内存体系。

经由过程基于 UCIe 的 AMBA CHI C2C 的标准化芯粒接口，搭配定制的芯粒开辟工具包，可与 Arm CPU 合营应用。

完成秘要计较

安全性是触及各类 IP 的 SoC 体系级题目。多年来，加密手艺普遍应用于数据的平安存储和传输，也便是用来维护“动态”或“传输中”的数据。今朝基于硬件的安全性改良着重于维护“应用中”的内存数据。“秘要计较”是一个暗示加密内存中数据的行业术语。Armv9 架构应用硬件手艺 RME 来为 Arm 秘要计较架构 (CCA) 供应支撑。Neoverse S3 领先支撑 RME，使得 Arm Neoverse V3 焦点可以或许支撑完整加密的云虚拟机。

经由过程 PCIe 和 CXL 挂载的网卡或加速器等 IO 外设设置装备摆设会引入一些潜伏的平安要挟。Neoverse S3 体系 IP 可确保内部连贯的设置装备摆设在不影响使用的功能的同时，仅能造访受权的内存。这是经由过程“设置装备摆设调配”手艺而完成的，该手艺同意外设经由过程间接内存造访 (DMA) 将数据传输到加密内存中。除了平安上风以外，该手艺还让连贯设置装备摆设能够绕过纷乱的软件层间接同享数据，大大加强 I/O 功能。

这类将高效通用计较与高性能加速器连系起来的才能，是新推出的 Arm Neoverse 计较子系统 (CSS) —— Neoverse CSS V3 和 Neoverse CSS N3 的焦点。CSS 产物旨在赞助 Arm 分工火伴经由过程前所未有的体式格局，以更低的本钱，更敏捷、高效地向市场供应针对事情负载优化的定制芯片。Microsoft Azure Cobalt 100 就是基于 Neoverse CSS 的软硬件配合开辟的结果。这些 CSS 产物展示了基于 Arm Neoverse 解决计划的将来，与 Arm 相干的全部行业和生态体系正致力于打造本钱更低、复用性更强的基于 Arm 架构的芯粒。假如没有 Neoverse S3 体系 IP 这个“知名好汉”打下的根底，这一切都将无奈完成。

为行业规范和芯粒供应支撑

PCIe Gen5/Gen6、CXL 3.1、UCIe 和 DDR5 等行业标准是根底办法级 SoC 的关头。但精确完成这些规范并不是易事。为支撑这些规范，Arm Neoverse S3 完成为了许多庞杂的事情，并与要求方和物理层 (PHY) 等关头第三方 IP 进行了互操作性测试。Neoverse 为咱们的分工火伴供应了吻合这些行业规范的现成性能，使其可以或许更专一于打造差异化、定制化的产物。

进步前辈工艺的本钱不息飙升，但并非所有的芯片设想都能同样地举行扩大。换言之，惟独特定的体系组件（比方 CPU 焦点）能够有效地应用工艺前进的结果。芯粒手艺可以或许将 SoC 分化到体系级封装 (SoaP) 中，以便更经济地接纳分歧工艺节点来构建体系。SoaP 支撑以模块化体式格局打造解决计划，从而将芯粒开辟的本钱分摊到分歧解决计划中。

无非，这类模块化设想不克不及增添架构和软件设想的复杂性。Arm Neoverse 解决计划下的芯粒接纳标准化接口并带有预界说芯粒设置，如许 Arm Neoverse 生态体系中的每一个芯粒供应商都能够构建兼容 Neoverse CSS 的芯粒。这些芯粒规范包孕：

AMBA CHI C2C 涵盖了 SoaP 分歧子系统通讯的应用层和链路层和谈。

Arm 芯粒体系架构 (Arm Chiplet System Architecture) 涵盖了界说地点转换、中缀处置、体系治理和平安的架构合规性规范。

Arm 根底体系架构 (Arm Base System Architecture) 涵盖了对软件供应规范支撑的硬件需要。

为了进一步推行 AMBA CHI C2C 和芯粒的遍及，Arm 供应了基于 Neoverse S3 设想的芯粒设想套件。该设想套件为 IO 一致性和完整一致性加快，或分化式芯粒奠基了根底。

Neoverse CSS 和定制芯片的根底

图：Arm Neoverse 体系中 Neoverse S3 设想示意图，此中包孕 CMN S3、MMU S3 和 NOC S3

Neoverse S3 体系 IP 由 Neoverse CMN S3、Neoverse MMU S3 和 Neoverse NOC S3 所构成，这三者配合构成为了一个成熟靠得住的壮大平台，赞助分工火伴构建其 SoC。

CMN S3 建立在 CMN-700 IP 根底之上，为功能更高、数据需求量更大的 Neoverse 焦点供应一致性的支撑。CMN S3 专为全新的芯粒手艺而构建，支撑秘要计较，同时提高了功能和可扩展性，而这恰巧是完成互连的关头地点。

CMN S3 可以或许平安且高性能（高带宽、低耽误）地连贯焦点和加速器芯粒，这关于开辟高能效、高性价并针对事情负载优化的 SoC 相当首要。当先的云办事供应商都应用数据处置单位 (DPU) 从主机 CPU 卸载平安、存储和网络性能。它们还会安排和开辟 GPU、NPU 和 TPU，以加快当代云软件中的野生智能 (AI) 和 ML 性能。与此同时，电信提供商也在 5G RAN 和边缘根底办法中安排包孕 CPU 和加速器的异构 SoC。

内存治理单位 MMU S3 建立在行业标准化的 MMU-700 IP 根底之上，可为片上、芯粒和拔出式卡供应高性能，秘要计较支撑，并支撑 PCIeG6 与 CXL3.1的 IO MMU 性能。

片上网络 NOC S3 是基于 NI-700 构建的新型非一致性互连手艺，专为 IO 一致性加速器芯粒而打造，可以或许赞助分工火伴如以前基于片上 AMBA 的设想同样，轻松轻便地构建高性能的分化式 SoC。

Neoverse S3 是咱们的第三代 Neoverse 体系 IP，同时也是 Neoverse CSS V3 和 Neoverse CSS N3 的根底，可认为构建从云办事到边缘 DPU 的高水平根底办法 SoC 供应所需的基础性能，该平台不但吻合关头的行业规范，而且成为了行业标杆。Neoverse S3 将供应现成的秘要计较和芯粒性能，助力分工火伴完成新一代立异的定制芯片。