作者：安謀科技 (Arm China) 高級業務發展經理 Donald Liu；安謀科技 (Arm China) 首席軟件工程師 常瑞

在大型云服務提供商的數據中心中，CPU 利用率長期偏低，造成了大量資源閑置。根據 CAST AI 的分析，超過 1,000 個 CPU 的大型集群平均占用率僅約 17%[1]，不同云服務商之間略有差異，但這一數據仍具有一定代表性。同時這也意味著云計算仍有巨大的降本增效空間。

Arm Neoverse：

簡潔高效架構，帶來更高利用率

基于 Arm Neoverse 平臺的服務器 CPU 以簡潔高效的架構設計著稱。在運行同樣的工作負載時，相比工作在 SMT 模式下的 x86 服務器，能夠提供平均高 20% 的 CPU 使用率，并且性能增長呈現線性且可預測的特性。這種架構優勢不僅提升了資源利用率，還為云服務的穩定性和一致性提供了保障。

為什么 Arm 能做到更高效？

Arm 選擇非 SMT (Simultaneous Multithreading) 設計，即一個物理核心只承載一個硬件線程。這意味著軟件在運行時可以獨享 CPU 流水線的所有執行單元、L1/L2 緩存及相關資源，避免了硬件資源競爭帶來的性能波動。相比之下，x86 CPU 的 SMT 技術在高負載下，兩個線程共享執行單元，性能提升往往變得非線性且不可預測。更多技術細節可參考《一文解謎 SMT 系統上 CPU 使用率的盲點》一文。

實踐驗證：

更高的安全水位*，更穩定的性能

* 安全水位表示在 SLA 可接受范圍內的長期 CPU 利用率上限

阿里云智能集團在部署倚天服務器的過程中積累了豐富經驗。在近期的公開演講中，阿里云彈性計算高級架構師張先國提到：

Arm 平臺通常有更低的功耗，這有賴于它精簡指令集設計 (RISC)、更小的核心面積以及高效的中斷處理機制。倚天平臺的 L1/L2 尺寸相比同代 x86 更大，數據搬移更少，整體計算效率更高，對降低功耗也有極大幫助。

在倚天平臺上，常規情況下 CPU 占用率可提升至 50%，而 x86 平臺通常是 30%。在突發流量、離線數據處理等高負載場景下，Arm 平臺的安全水位可達 70%，相比 x86 平臺的 50%，提升到 1.4 倍。Arm 平臺由于固定頻率和物理核設計（非 SMT）仍能保持線性性能增幅，即使在高負載下也能為云計算用戶帶來一致性的體驗。

能效優勢：降低 TCO 的關鍵

傳統 x86 平臺保持低 CPU 使用率，部分原因在于歷史設計理念，如應對突發流量、保障系統穩健性和節能等。而 Arm 通過高能效架構提供了另一種解決方案：

更低 TDP：同等性能下，基于 Arm 架構的 CPU 的 TDP 通常低于 x86。

固定頻率 + 非 SMT 設計：為線性性能提升和可預測的 SLA (Service Level Agreement) 提供基礎。即使在固定頻率運行時，Arm 架構服務器在實際負載下也更難達到標稱 TDP，這意味著能實現更高效的能耗表現。

總 結

Arm Neoverse 平臺通過簡潔高效的架構設計，實現更高的 CPU 利用率和線性性能擴展，幫助云服務商降低系統總體擁有成本 (TCO)，提升性能與能效，為未來云計算基礎設施帶來新的可能。