英偉達在加州圣何塞舉辦的GTC 2026大會上,公布了其全新88 核 Vera數據中心 CPU 的更多細節,宣稱性能較標準 CPU 提升高達 50%。這一提升得益于其Olympus內核實現 1.5 倍 IPC(每時鐘周期指令數)增長,以及創新的高帶寬設計—— 英偉達稱其擁有當前市場最快的單線程性能。該公司同時發布了全新Vera CPU 機架架構,在單一機架內集成 256 顆液冷 CPU,面向以 CPU 為核心的工作負載,宣稱CPU 吞吐量提升 6 倍,在智能體 AI 工作負載中性能翻倍。
Vera CPU 的迭代及其融入可部署機架級系統,標志著英偉達正式進入 CPU 直銷市場,在傳統 CPU 領域與英特爾、AMD 展開直接競爭,更與全球超大規模云廠商所使用的各類定制 Arm 處理器形成競爭。這并不完全出人意料 —— 此前英偉達已宣布,Meta 將在其基礎設施內部署多代英偉達純 CPU 系統。英偉達也會將這些 CPU 用于自家以 GPU 為核心的系統,例如我們此前詳細介紹過的 Vera Rubin 平臺。
英偉達最早在2022 年 GTC推出第一代 Grace CPU,當時便預示該系列持續迭代后,終將面向更廣闊的 CPU 市場展開競爭。全新處理器同時瞄準AI 核心場景與更多通用場景,且重點偏向前者。英偉達在能力與目標市場上的全面擴張,將為正爭奪 AI 數據中心份額的 AMD 與英特爾帶來激烈競爭。該芯片現已全面量產,將于今年下半年向英偉達合作伙伴供貨。下面我們深入解析這款全新芯片及其機架級架構。
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英偉達Vera CPU 規格與性能
英偉達設計 Vera CPU 的目標是集眾家之長:融合超大規模云 CPU 的高核心數、游戲 CPU 的高單線程性能與移動芯片的能效,最終用于加速智能體 AI、訓練與推理等典型 GPU 驅動任務,例如 Python 執行、SQL 查詢與代碼編譯。
英偉達宣稱,相較 x86 競品,其單沙箱性能提升 1.5 倍、每核心內存帶寬提升 3 倍、能效翻倍。為實現這些目標,該公司打造了88 核 144 線程CPU,較第一代 Grace 的 72 核有所提升。英偉達還表示,新內核IPC 吞吐量提升 1.5 倍—— 相較于其他競爭架構每代僅個位數或百分之十幾的增幅,這是一次巨大的代際飛躍。上一代 Grace 采用公版 Arm Neoverse 內核,而 Vera 所搭載的全新Olympus內核為英偉達自研設計,意味著英偉達對參考架構進行了深度定制修改。
這款基于Arm v9.2-A的Olympus 內核采用空間多線程技術:不對執行單元、緩存、寄存器文件等關鍵模塊進行時間片輪轉,而是對流水線各組件進行物理隔離,使其與同一核心上的另一線程互不搶占。這與傳統同步多線程(SMT)的時間片輪轉機制截然不同 —— 后者是多線程輪流使用硬件資源。空間多線程會在執行單元空閑時從其他線程取指,提升指令級并行度(ILP)、吞吐量與性能可預測性,確保資源滿負荷利用。
實際上,這讓兩個線程能在單個核心上真正同時運行,而傳統 SMT 本質上仍是輪流執行。這對多租戶環境無疑是一大利好。
英偉達將全部 88 核置于單一域內,不存在引發延遲的 NUMA(非統一內存訪問)異常,與當前高核心數 x86 競品形成鮮明對比。這對延遲、可預測性、帶寬與編程簡易性都意義重大。英偉達尚未披露在保證各核心合理延遲的前提下實現這一突破的完整細節,但該芯片搭載新一代英偉達可擴展一致性互聯(SCF),基于 Grace 所使用的 Arm CMN-700 一致性網格網絡構建。Arm 最新方案已升級至 Neoverse CMN S3 網格,Vera 大概率采用該架構或其變體。
該網格網絡可為全部核心提供可觀的聚合內存吞吐量,在部分核心對帶寬需求更高時表現更突出。Grace 支持 546 GB/s 的網格內存吞吐量,平均每核心 7.6 GB/s。而 Vera 這一指標翻倍至 1.2 TB/s,由 1.5 TB SOCAMM LPDDR5 模組提供支持(容量提升 3 倍),滿負載下平均每核心 13.6 GB/s。更重要的是,當網格內負載不均時,該架構可支持任意單核心最高 80 GB/s 吞吐量,對高帶寬需求線程是巨大提升。
其執行通路包括:10 發射指令解碼單元、每周期支持兩次預測的神經分支預測器、定制圖數據庫分析預取引擎,以及針對 PyTorch 優化的指令緩沖區。
邀約|AMD 技術日 :Physical AI - 機器人前沿(4.2,北京)
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