Cobalt 200の基本スペック

Azure Cobalt 200は、ARM Neoverse V3アーキテクチャをベースとした132コアのSoCです。先代のCobalt 100（128コア、Neoverse N2ベース）と比較すると、以下の進化を遂げています。

製造プロセス: TSMC 5nm → TSMC 3nm
コア数: 128 → 132
L2キャッシュ: → 3MB/コア（合計396MB）
L3キャッシュ: → 192MB
メモリ: 12チャネルDDR5

Neoverse N2からNeoverse V3への移行により、ソケット単位で約50%の性能向上を実現しています。単一スレッド性能ではNeoverse V2比で約13%の向上です。

35万通りの設計候補をシミュレーション

Cobalt 200の開発で最も注目すべきは、その設計プロセスです。Microsoftは「デジタルツイン設計手法」を採用し、シリコンを製造する前に徹底したシミュレーションを行いました。

ステップ1: カスタムベンチマークの開発

従来のハードウェアベンチマーク（SPECなど）がAzureの実際のワークロードと乖離していることを認識し、140種類のカスタムベンチマークを開発しました。データベース、ウェブサーバー、ストレージキャッシュ、ネットワーク処理など、Azure特有のワークロードパターンを網羅しています。

ステップ2: 完全なデジタルツインの作成

Azure上のソフトウェアを用いて、Cobalt 200シリコンの完全なデジタルツインを作成しました。CPUコアマイクロアーキテクチャ、ファブリック（コア間通信網）、メモリIPブロック、サーバー設計（PCIレイアウト、電源供給）、さらにはラックトポロジー（冷却方式）まで含めたモデルです。

ステップ3: 大規模シミュレーション

AIと統計モデリングを活用し、140のベンチマークを2,800種類のSoC設計パラメータ組み合わせに対して実行。コア数、キャッシュサイズ、メモリ速度、サーバートポロジー、消費電力など、多次元のパラメータ空間を探索しました。

結果として、35万通り以上の設計候補が評価されました（140ベンチマーク × 2,800パラメータ組み合わせ）。

専用ハードウェアアクセラレータの統合

設計過程で判明した重要な知見があります。クラウドワークロードの30%以上が圧縮、解凍、または暗号化を多用しているという点です。

この発見に基づき、Cobalt 200のSoC上に専用のハードウェアアクセラレータブロックを実装しました。

データ圧縮・解凍アクセラレータは、SQL Serverやデータ分析ワークロードのコンプレッション処理を高速化します。CPUサイクルを消費せずに圧縮処理を実行できます。

暗号化・復号化アクセラレータは、I/O暗号化やディスク暗号化などの処理を高速化。Azure SQLなど暗号化が集中的に行われるワークロードで効果を発揮します。

これらのオフロードにより、CPUコアはアプリケーション処理に専念できます。

コア単位のDVFS（動的電圧・周波数スケーリング）

Cobalt 200の132個のコアはそれぞれ異なるパフォーマンスレベルで個別に動作可能です。必要なコアのみをフルパフォーマンスで動作させ、他のコアはアイドル状態に移行させることで、ワークロード特性に応じた電力最適化を実現しています。

これはクラウド環境において重要なポイントです。仮想マシンの負荷は常に一定ではないため、瞬時に電力配分を最適化できる機構は、コスト効率とパフォーマンスの両立に貢献します。

セキュリティ機能の強化

ARM Confidential Compute Architecture（CCA）

Cobalt 200はARM CCAをネイティブサポートしています。これにより、ハイパーバイザやホストOSからアクセス不可能なメモリ隔離ドメイン（Realm）を作成できます。

仮想マシンのメモリをハードウェアレベルで保護し、ハイパーバイザへの攻撃があっても影響範囲を限定できます。マルチテナント環境のクラウドにおいて、これは強力なセキュリティ保証となります。

統合Hardware Security Module

Cobalt 200サーバーにはAzure Integrated Hardware Security Moduleが組み込まれています。FIPS 140-3 Level 3準拠（NISTの最高レベル認証）で、暗号化キーの安全な生成・保管・運用を実現します。

外部HSMへのネットワーク通信が不要なため、レイテンシも低減されます。

競合との比較

Cobalt 200を競合するクラウド向けARMプロセッサと比較すると、その優位性が見えてきます。

Cobalt 200は132コア、Neoverse V3、TSMC 3nm、L2キャッシュ3MB/コア、L3キャッシュ192MBという構成です。これに対してAmazon Graviton4は96コア、Neoverse V2、TSMC 5nm、L2キャッシュ2MB/コア、L3キャッシュ36MBとなっています。NVIDIA Grace（単独）は72コア、Neoverse V2、TSMC 5nm、L2キャッシュ1MB/コア、L3キャッシュ117MBです。

コア数とキャッシュ容量において、Cobalt 200は明確な優位性を持っています。