NVIDIA、アジェンティックAI向けCPU「Vera」発表
NVIDIA は、アジェンティック AI の処理能力向上を目指し、単一スレッド性能を最大化した物理コア「Olympus」を搭載する新 CPU「Vera CPU」を発表しました。
キーポイント
新 CPU「Vera CPU」の発表
NVIDIA がアジェンティック AI の処理能力向上を目的とした新 CPU「Vera CPU」を発表しました。
Olympus コアの特性
本 CPU に搭載される物理コア「Olympus」は、単一スレッド性能の最大化に特化して設計されています。
アジェンティック AI への対応
このアーキテクチャ変更により、複雑な推論やタスク実行を要するアジェンティック AI の処理能力が向上すると期待されます。
重要な引用
NVIDIA は、単一スレッド性能を最大化した物理コア「Olympus」を搭載した新 CPU「Vera CPU」を発表し、アジェンティック AI の処理能力向上を目指す。
Olympus コアは最大限のシングル・スレッド・パフォーマンスを実現するよう設計されています。
影響分析・編集コメントを表示
影響分析
この発表は、NVIDIA が GPU に依存する従来の AI インフラから、CPU 側での高性能計算へのシフトを加速させる重要な転換点となります。特にアジェンティック AI のような複雑なタスクにおいて、単一スレッド性能の向上がボトルネック解消に寄与し、システム全体の効率化を促す可能性があります。
編集コメント
NVIDIA が自社の GPU エコシステムを補完・拡張する形で CPU 開発に着手したことは、AI ハードウェアの未来像を変える可能性を秘めています。特に「Olympus」コアがアジェンティック AI の特性に合わせて設計されている点は、特定用途への最適化が進んでいることを示唆しています。
エージェント AI の登場により、重要な実行パスの多くが CPU に移されています。エージェントはサンドボックス内でコードを実行し、ツールの呼び出しやコンテキストの取得、データベースとの対行、結果の分析などを行い、その情報をモデルに返します。AI ファクトリー全体でこれらのループが並列に動作する中、CPU の性能が個々のエージェントの応答性とファクトリーの全体スループットの両方を大きく左右しています。
これにより、従来の CPU 設計とは異なる新たな設計指針が必要となります。エージェントワークロードには以下の要素が求められます:
- ソケットが最大負荷状態でも、強力なシングルスレッド性能を維持すること。
- 多数のアクティブな実行コンテキストにデータを供給し続けるために、コアあたりの十分なメモリ帯域幅を確保すること。
- 並行処理下での予測可能なレイテンシにより、エージェントの各ステップが確実に完了すること。
- 不規則な制御フロー、長い依存関係チェーン、ポインタ中心のデータ構造を効率的に処理できること。
これらの要件は、コア密度や均一なワークロード全体のスループットを優先しがちな従来のクラウド向け CPU 設計とは異なります。エージェント AI では、各エージェントのループ内にある逐次的で分岐が多く、レイテンシに敏感なソフトウェアパスにおいて、スレッドごとの持続的な進捗がより重視されます。
NVIDIA Vera CPU は、この種のワークロード向けに設計されたものであり、その中心には Olympus コアがあります。本稿では、AI ファクトリー規模で高いシングルスレッド性能を実現する Olympus コアのアーキテクチャ、マルチスレッディングのアプローチ、コヒーレンシーファブリック、メモリサブシステム、そして安全なスケールアップ接続性について解説します。より詳細な技術的な議論については、同封の NVIDIA Vera CPU ホワイトペーパー をご覧ください。
最大限のシングルスレッド・アジェンティック性能を実現するコア設計
Olympos は、Vera Rubin プラットフォーム全体にわたる極端な共設計を通じて開発されました。これは CPU、GPU、ネットワーク、ストレージ、メモリシステム、ソフトウェアを含む広範な領域をカバーしています。このシステムレベルのアプローチにより、NVIDIA は CPU を孤立して最適化するのではなく、AI ファクトリー全体を最適化することが可能になりました。アジェンティック AI や強化学習が CPU 側の実行にますます大きな負荷をかけている中で、Olympus はエンドツーエンドのパフォーマンスを決定づける、不規則で分岐が多く、レイテンシに敏感なソフトウェアパスの加速を目指して設計されています。
NVIDIA Vera CPU の計算エンジンである Olympus コアは、高度に並列化された AI インフラストラクチャ向けワークロードに対して、サイクルあたりの命令実行数(IPC)を最大化する目的でゼロから設計されました。このコアは、高いシングルスレッド性能、広範な命令スループット、深いアウト・オブ・オーダー実行機能、そして高度なメモリ加速技術を組み合わせることで、エージェント AI、強化学習、データ分析、大規模ソフトウェアワークロードを効率的に実行します。
Olympus は図 1 に示す通り、以下のブロックで構成されています。
- フロントエンド:最適化された分岐予測機能
- ミッドコア(中核部):クリティカルパスの加速
- 実行エンジン:複雑なベクトル演算の最適化
- キャッシュサブシステム:レイテンシを最小化した命令・データ経路
image*図 1. NVIDIA Olympus コアアーキテクチャ*
フロントエンド
Olympus のフロントエンドは、分岐処理の多い大規模なソフトウェアスタック全体にわたって、コアが有用な命令を継続的に受け取れるように設計されています。エージェントランタイム、インタプリタ、コンパイラ、グラフ解析、データ処理フレームワークなどのワークロードでは、膨大な命令セットと頻繁な制御フローの変化が組み合わさるため、実行リソースが十分に活用されないケースが生じがちです。Olympus はこれらの課題に対し、高度な分岐予測機能、高帯域幅の命令フェッチ機構、そして 10 個の命令を同時にデコードするエンジンを実装することで、サイクルごとにコアへ供給される命令数を大幅に増やしています。
このアプローチの中心にあるのが、Olympus の分岐予測サブシステムです。これにはニューラル分岐予測器が含まれており、統計的に偏った難解な分岐パターンに対する精度向上を図っています。誤ったパスでの実行を減らし、1 サイクルあたり最大 2 つの分岐処理をサポートすることで、ソフトウェアの挙動が不規則な場合でも制御フローのスループットを維持します。
広幅デコード経路と組み合わせることで、Olympus は複雑な制御フローの効率的な処理が最も重要な、遅延敏感なワークロード(エージェント AI や強化学習アプリケーションなど)において、フロントエンドのスループットをより強く保つことが可能になります。
Mid core
エージェント向けワークロードは、しばび長く依存関係のある一連の作業に従います。コード解釈、オブジェクトの走査、ランタイム状態の管理、ツール出力の処理、グラフ状データ構造のナビゲーションなどがその例です。
これらのパスにおいて、性能は命令フェッチだけでなく、先行する命令が分岐やメモリアクセス、依存関係解決を待っている間に、コアが独立した作業を発見できる能力にも依存します。
オリンパス中核は、この隠れた並列性を可視化し加速するために設計されています。広域な名前変更および割り当てエンジンが復号化された命令を物理リソースにマッピングし、大規模な再順序バッファと豊富な物理レジスタ容量により、より多くの命令を飛行状態(実行待ち)に保ち、深いアウト・オブ・オーダー実行を実現します。メモリの名前変更、値予測、クリティカルパスの加速といった依存関係打破機能は、ポインタ操作が多用されたコードや直列化されたメモリ操作、長い依存チェーンによるストールを削減するのに寄与します。
これらの機能を組み合わせることで、実行エンジンが生産性を維持し、命令あたりの処理数(IPC)を向上させ、エージェント、強化学習環境、そして現代の AI インフラストラクチャに共通する不規則なソフトウェアパス全体でシングルスレッド性能を強化します。
実行エンジン
アジェンティックなワークロードには、広域なフロントエンド以上の能力が求められます。命令がコア内に入ると、CPU は整数演算、分岐処理、ベクトル計算、メモリアクセスといった多様な処理の組み合わせを効率的に実行しつつ、新たなボトルネックを生じさせてはなりません。従来の x86 サーバー CPU はシングルスレッドの応答性を高めるためにクロック周波数の引き上げに依存しがちですが、アジェンティックなワークロードは不規則な制御フロー、長い依存チェーン、そしてメモリのレイテンシによって制約されることが頻繁にあります。これらの課題に対処するには、周波数だけでなく、より高い IPC が不可欠です。
オリンパス実行エンジンは、広範な命令供給を効率的な実行へと変換します。整数演算、分岐処理、ベクトル計算、浮動小数点演算、暗号化、ロード・ストアなど多様なリソースにわたって動的に操作をスケジューリングし、広大なバックエンドと深いアウト・オブ・オーダー実行によって支えられています。このバランスの取れた設計により、分岐処理が頻繁なソフトウェアや、ベクトル化されたデータ処理、AI の前処理、暗号化、圧縮、分析、そしてメモリ集約型のワークロードをオリンパスは効率的に処理できます。
キャッシュサブシステム
エージェントは、ランタイムオブジェクト、検索インデックス、ツール状態、グラフ構造、スパースデータ、データベース、環境メモリなど、キャッシュにきれいに収まらないデータ構造を頻繁に扱います。従来のキャッシュやプリフェッチ設計は、規則的なストリーミングアクセスパターンには効果的ですが、各アドレスが前のメモリアクセスの結果に依存する状況、つまりポインタ指向やグラフのようなエージェントワークフローでよく見られるケースでは、その効果が低下します。
オリンパスのキャッシュサブシステムは、これらのストールを減らし、実行エンジンに命令とデータを絶えず供給することを目的として設計されています。深いキャッシュ階層、メモリアンビグエーション(曖昧さ解消)、そして複数のハードウェアプリフェッチエンジンを組み合わせています。さらに、データ集約型のグラフ処理や分析ワークロードでのパフォーマンス向上を図るため、グラフ専用のプリフェッチャも搭載しています。
これらの機能により、実効的なメモリアクセスの待ち時間が短縮され、メモリレベルでの並列性が向上します。その結果、エージェント処理やグラフ解析、データ処理などのワークロードにおいて、不規則なメモリアクセスを待つ時間を減らし、より多くの時間を有益な作業に充てることが可能になります。
ツール呼び出しと強化学習に最適化されたマルチスレッド技術
エージェントのワークロードは、バースト性が高く、イベント駆動型であり、バックグラウンドのシステム処理と交差する傾向があるため、マルチスレッド技術が重要です。典型的なサンドボックス環境では、主要な実行パスを処理しながらも、非同期 I/O、タイマー、ランタイムサービス、ネットワーク通信、ログ出力、メモリ管理、そしてツールのオーケストレーションといった複数のタスクを同時にこなす必要があります。ハードウェアスレッドを 2 つ用意することで、CPU はこれらの支援業務をローカルで吸収でき、リソース利用率と応答性が向上します。また、主要なエージェントスレッドが割り込みや移行、待機状態に陥る頻度も減ります。
従来の同時マルチスレッディング(SMT)は、2 つのハードウェアスレッドが 1 コアを共有することで利用率を向上させますが、この共有によって競合が発生する可能性があります。スレッド密度の高いサンドボックス環境では、分岐予測、デコード帯域幅、実行リソース、ロード/ストア容量、キャッシュ、そしてメモリアクセス帯域などにおいて、スレッド同士が競合します。これによりコア内で「ノイジー・ネイバー(騒がしい隣人)」現象が発生し、一方のスレッドの活動が他方のパフォーマンスを低下させる原因となります。エージェント AI や強化学習環境、クラウドサービスにおいては、この変動性が問題になります。なぜなら、遅延の尾部(テールレイテンシ)がスループットやサービスの品質に直接影響を与えるからです。
Vera CPU は、NVIDIA の Spatial Multithreading (SMT) という独自の手法を採用しています。単にリソースを機会主義的に共有するのではなく、広大な Olympus コアは 2 つのハードウェアスレッド間でリソースをより効果的に分割するように設計されています。
これにより、Olympus は最大のスレッドあたりのパフォーマンスが必要な際には高スループットなシングルスレッドコアとして動作し、もう一方のスレッドが管理タスクを担当します。あるいは、より高いスレッド密度が必要となる場合は、2 つの独立した実行コンテキストとしても機能します。
image*図 2. NVIDIA Spatial Multithreading (SMT)*
その結果、スレッドあたりのパフォーマンスが強化され、リソース利用率が向上し、負荷下での挙動も予測可能になります。88 コアの Olympus と 176 の SMT スレッドを備える Vera CPU は、スレッド間の干渉を減らし、一貫したレイテンシとスループットを実現しながら、多数の並列なエージェントタスクをサポートできます。
整合性のあるファブリックと高帯域メモリによる、アジェンティック AI パフォーマンスの維持
高い IPC(命令あたりのサイクル数)を持つコアが真価を発揮するのは、プロセッサ全体がその供給を維持できる場合に限られます。アジェンティック AI、強化学習、グラフ解析、データ処理ワークロードでは、大規模なワーキングセットと不規則なアクセスパターンが一般的です。そのため、実行幅と同様に、ファブリックの帯域幅、キャッシュへのアクセス、メモリの帯域幅、そしてレイテンシが極めて重要になります。
image*図 3. NVIDIA Fabric およびメモリサブシステム*
Vera CPU は、Olympus コアに NVIDIA Scalable Coherency Fabric (SCF) と SOCAMM2(Small Outline Compression Attached Memory Module)LPDDR5X メモリを組み合わせることで、AI ファクトリー規模における高スループットな CPU 実行を実現する、よりバランスの取れたプラットフォームを構築しています。
NVIDIA Scalable Coherency Fabric
NVIDIA Scalable Coherency Fabric は、Vera CPU の通信の中核となるバックボーンです。Olympus コア、共有キャッシュ、メモリコントローラー、I/O、そして NVLink-C2C インターフェースを、一貫性があり高帯域幅のオンダイファブリックで接続しています。このファブリックは最大 3.4 TB/s の帯域幅を提供し、全コアにわたって統合された 164 MB の L3 キャッシュも備えています。
キャッシュとファブリックリソースをモノリス型の計算ダイ上に配置することで、Vera CPU は、断片化されたチップレット設計で一般的に見られるダイ間移動によるレイテンシやばらつきを回避し、プロセッサ全体での共有データへのアクセスをより予測可能にしています。
これは特に、状態の頻繁な交換、共有データ構造の走査、ランタイム・検索・分析・オーケストレーションコード間の移動が求められるエージェントワークロードにおいて価値を発揮します。SCF は競合の削減とキャッシュ共有の改善、そして CPU リソース全体での一貫性のあるアクセス維持に寄与するだけでなく、GPU やスケールアッププラットフォームへの NVLink-C2C 接続のための統合ポイントとしても機能します。
SOCAMM2 LPDDR5X memory
Vera CPU は、AI インフラストラクチャに必要な帯域幅、効率性、容量を提供するために SOCAMM2 LPDDR5X メモリを採用しています。このメモリサブシステムは、最大 1.2TB/s の集約帯域幅、あるいはコアあたり最大 14GB/s を実現し、高い同時実行下でも各 Olympus コアが実用的な処理を継続できることを支えます。
従来の DDR5 や MRDIMM ベースのサーバー設計と比較すると、SOCAMM2 LPDDR5X は大幅に低い電力消費でこの帯域幅を実現します。これにより、AI、分析、グラフ処理、強化学習といった帯域幅集約型のワークロードでもコアへの供給を維持しつつ、プラットフォーム全体の電力削減が可能になります。
また、SOCAMM2 は LPDDR メモリにエンタープライズ向けの保守性ももたらします。Vera CPU では、LPDDR を基板に直接実装するのではなく、高速な LPDDR5X に必要な短い電気経路を維持しつつ、データセンターの展開モデルに対応したモジュール式で現場交換可能なメモリモジュールを採用しています。
その結果得られるのは、高い帯域幅と優れた電力効率、そして AI ファクトリでの CPU 性能のスケーリングに不可欠な広範な信頼性・可用性・保守性(RAS)機能を兼ね備えたメモリアーキテクチャです。
エージェント型 AI のデータを、より高速かつ安全に、大規模で転送する
高性能な CPU は、命令を素早く実行するだけでなく、AI ファクトリ内でのデータの安全かつ効率的な移動も担わなければなりません。現代の AI システムでは、CPU がアクセラレーター、メモリ、ストレージ、ネットワーク、その他のプロセッサを調整役として機能しており、スケールアップ接続性と I/O 帯域幅がシステム全体の性能において中心的な役割を果たしています。
Vera CPU は、一貫性のある NVIDIA NVLink-C2C、デュアルソケット対応のスケーリング、PCIe 6.4、CXL 3.1、そして機密計算をバランスの取れたプラットフォームアーキテクチャに統合しました。これらの機能により、次世代 AI インフラストラクチャ全体で安全かつ高帯域幅なデータ転送が可能になります。
デュアルソケット対応のスケーリング
Vera CPU は、第 2 世代 NVLink-C2C を用いた高速なソケット間接続により、シングルソケット構成から一貫性のあるデュアルソケットプラットフォームへとスケーリングします。これにより、両方の CPU が統合されたシステムとして動作し、データ共有の一貫性と予測可能なスケールアップ性能を実現しながら、AI ファクトリ、HPC(高性能計算)、エンタープライズコンピューティングにおける大規模な CPU ワークロード向けに、シンプルなソフトウェアモデルを維持できます。
image*図 4. Vera CPU のデュアルソケット構成*
従来の x86 サーバー用 CPU はチップレットベースの設計を採用することが多く、各ソケット内部に複数の NUMA ドメインが存在する可能性があります。大規模なデュアルソケットシステムでは、これが断片化されたメモリアーキテクチャを生み出し、ソフトウェア側でスレッドやメモリ、I/O トラフィックを慎重に配置してリモートアクセスや追加のダイ間移動、そして非対称なレイテンシを回避する必要があります。
Vera CPU はソフトウェアファーストのアプローチを採用しています。各ソケットは単一の NUMA ドメインとして認識され、デュアルソケット構成では明確な 2 ノードの NUMA トポロジが実現されます。モノリス型の計算ダイと統一されたシステムレベルキャッシュ、そして整合性のあるファブリックを基盤に構築されているため、トポロジに起因するばらつきを低減し、複数のダイ間をまたぐ際に生じるオーバーヘッドも回避できます。
その結果、アジェンティック AI、強化学習(RL)、分析、エンタープライズワークロードにおいて、よりプログラミングとチューニングが容易で、スケーリングの予測性が向上したデュアルソケットプラットフォームが実現しました。
image*図 5. NVIDIA Vera はソフトウェアファーストの単一 NUMA アプローチを採用*
I/O コネクトビリティ
次世代のネットワーク、ストレージ、アクセラレータ、周辺機器との高帯域・柔軟な接続を実現するために PCIe 6.4 を採用しています。デュアルソケット構成では最大 176 の PCIe ラーンをサポートし、多様なプラットフォーム設計に対応可能です。
また CXL 3.1 もサポートしており、大規模なメモリフットプリントを必要とするワークロード向けに、整合性のあるメモリの拡張やメモリプーリング、コンポーザブルインフラストラクチャを実現します。
機密計算
Vera Rubin NVL72 は、コンフィデンシャル・コンピューティングの範囲をスケールアップ AI インフラ全体に拡張し、CPU、整合性のある GPU、および相互接続間でのデータ使用時保護を実現します。不要なデータのコピーやバウンスバッファを必要とせず、Arm CCA/RME を基盤とし、仮想マシン(VM)ごとに暗号化キーを割り当てることで、Vera CPU は機密性の高い VM 分離を提供します。また、TDISP 対応の整合性デバイスへの安全な割り当てをサポートし、認証された C2C 暗号化を用いて整合性リンク間でのデータ保護も担います。これらの機能により、サーバーからラック規模に至るまで、セキュアな AI ワークロードのための統一された信頼ドメインが構築されます。
リーディング・エージェンティック・ワークロード性能の実現
Olympus コアとファブリック、SOCAMM2 LPDDR5X メモリ、そしてデュアルソケットのスケールアップアーキテクチャを備えた上で、次なる焦点はこれらの設計選択がどのようにエージェンティック・ワークロードの性能に結びつくかです。エージェンティックシステムでは、Python 実行、コードコンパイル、静的解析、ツール駆動型のソフトウェアワークフローにおいて CPU の時間を大きく消費します。こうしたソフトウェアパスは、大規模な命令フットプリント、分岐の多い制御フロー、動的なランタイム動作、そして長い依存チェーンに負荷をかけることになります。
image*図 6. Vera CPU はエージェンティック・ワークロードにおいて最大 1.8 倍の性能向上を実現*
重要指標となるのは、フルソケット負荷下でのスレッド単体の性能です。アジェンティック AI や強化学習では、多くのサンドボックス、ツール、環境が並列で実行されます。各エージェントのステップは、個々のスレッドによる高い進捗に依存しますが、その進捗は CPU がソケットレベルの電力、キャッシュ、メモリ帯域幅、ファブリックリソースを共有する状況でも維持されなければなりません。
したがって、負荷下でのスレッド単体の性能は、AI ファクトリー規模におけるエージェントのスループット、応答性、および CPU 側の効率性をより代表的に示す指標となります。
NVIDIA Vera CPU のアーキテクチャとパフォーマンスの詳細については、NVIDIA Vera CPU ホワイトペーパーをご参照ください。
SPEC CPU® 2026 の結果は、2026 年 7 月に内部で測定されたものです。パフォーマンス測定および構成の詳細については、NVIDIA Vera CPU ホワイトペーパーをご参照ください。
SPEC®、SPEC CPU®、SPECrate® は、Standard Performance Evaluation Corporation(www.spec.org)の登録商標です。
原文を表示
Agentic AI shifts more of the critical execution path onto the CPU. Agents operate in sandboxes to execute code, invoke tools, retrieve context, interact with databases, and analyze results before returning information to the model. As these loops run concurrently across an AI factory, CPU performance increasingly shapes both per-agent responsiveness and overall factory throughput.
This creates a different CPU design point. Agent workloads depend on:
- Strong single-thread performance, even when the socket is fully loaded.
- Sufficient memory bandwidth per core to keep many active execution contexts supplied with data.
- Predictable latency under concurrency, so agent steps complete consistently.
- Efficient handling of irregular control flow, long dependency chains, and pointer-heavy data structures.
These requirements differ from traditional cloud CPU designs, which often prioritize core density and throughput across more uniform workloads. Agentic AI instead places greater value on sustained per-thread progress across the sequential, branch-heavy, and latency-sensitive software paths within each agent loop.
NVIDIA Vera CPU was built for this class of workload, with the Olympus core at the center of its design. This post examines the Olympus core architecture, multithreading approach, coherency fabric, memory subsystem, and secure scale-up connectivity that enable high single-thread performance at AI-factory scale. For a deeper technical discussion, see the accompanying NVIDIA Vera CPU white paper.
Designing a core for maximum single-threaded agentic performance
Olympus was developed through extreme co-design across the Vera Rubin platform, spanning CPUs, GPUs, networking, storage, memory systems, and software. This system-level approach enabled NVIDIA to optimize the AI factory as a whole, not just the CPU in isolation. As agentic AI and reinforcement learning place more pressure on CPU-side execution, Olympus was built to accelerate the irregular, branch-heavy, and latency-sensitive software paths that increasingly shape end-to-end performance.
The Olympus core is the compute engine of the NVIDIA Vera CPU, designed from the ground up to maximize instructions per cycle (IPC) for highly concurrent AI infrastructure workloads. It combines high single-thread performance, wide instruction throughput, deep out-of-order execution, and advanced memory acceleration technologies to efficiently execute agentic AI, reinforcement learning, data analytics, and large-scale software workloads.
Olympus consists of the following blocks, as shown in Figure 1.
- Front end: Optimized branch predictors
- Mid core: Critical path acceleration
- Execution engine: Complex vector optimization
- Cache subsystem: Latency optimized instruction and data paths

Front end
The Olympus front end is built to keep the core supplied with useful instructions across large, branch-heavy software stacks. Workloads such as agent runtimes, interpreters, compilers, graph analytics, and data-processing frameworks often combine large instruction footprints with frequent control-flow changes, which can leave execution resources underutilized. Olympus addresses these challenges with advanced branch prediction, high-bandwidth instruction fetch, and a 10-wide decode engine that delivers more instructions to the core each cycle.
At the center of this approach is the Olympus branch prediction subsystem, which includes a neural branch predictor designed to improve accuracy on difficult, statistically biased branch patterns. By reducing wrong-path execution and supporting up to two taken branches per cycle, it helps sustain control-flow throughput when software behavior is irregular. Combined with the wide decode path, these capabilities enable Olympus to maintain stronger front-end throughput for latency-sensitive workloads, including agentic AI and reinforcement-learning applications where efficient handling of complex control flow matters most.
Mid core
Agentic workloads often follow long chains of dependent work: interpreting code, traversing objects, managing runtime state, processing tool outputs, and navigating graph-like data structures. In these paths, performance depends not only on instruction fetch, but on the core’s ability to uncover independent work while earlier instructions wait on branches, memory, or dependency resolution.
The Olympus mid core is designed to expose and accelerate this hidden parallelism. A wide rename and allocation engine maps decoded instructions to physical resources, while a large reorder buffer and extensive physical-register capacity keep more instructions in flight for deeper out-of-order execution. Dependency-breaking capabilities—including memory renaming, value prediction, and critical-path acceleration—help reduce stalls from pointer-heavy code, serialized memory operations, and long dependency chains.
Together, these features keep the execution engine productive, improve IPC, and strengthen single-thread performance across the irregular software paths common in agents, RL environments, and modern AI infrastructure.
Execution engine
Agentic workloads require more than a wide front end. Once instructions enter the core, the CPU must efficiently execute a changing mix of integer operations, branches, vector work, and memory accesses without creating new bottlenecks. Traditional x86 server CPUs often rely on higher clock frequencies to improve single-thread responsiveness, but agentic workloads are frequently constrained by irregular control flow, long dependency chains, and memory latency. These challenges demand higher IPC, not frequency alone.
The Olympus Execution Engine turns a wide instruction supply into productive execution. It dynamically schedules operations across a broad set of integer, branch, vector, floating-point, cryptographic, load, and store resources, supported by a wide backend and deep out-of-order execution. This balanced design helps Olympus efficiently handle branch-heavy software, vectorized data processing, AI preprocessing, encryption, compression, analytics, and other memory-intensive workloads.
Cache subsystem
Agents frequently operate on data structures that don’t fit cleanly in the cache, including runtime objects, retrieval indexes, tool state, graph structures, sparse data, databases, and environment memory. Traditional cache and prefetch designs work well for regular streaming access patterns, but they’re less effective when each address depends on the result of a previous memory lookup, as is common in pointer-heavy and graph-like agent workflows.
The Olympus cache subsystem is designed to reduce these stalls and keep the execution engine supplied with instructions and data. It combines a deep cache hierarchy, memory disambiguation, and multiple hardware prefetch engines. Olympus also includes a graph prefetcher designed to improve performance on data-intensive graph and analytics workloads.
Together, these capabilities reduce effective memory latency and increase memory-level parallelism, helping agents, graph analytics, and data-processing workloads spend less time waiting on irregular memory accesses and more time doing useful work.
Multithreading innovations designed for tool calling and reinforcement learning
Multithreading is important for agent workloads, which are often bursty, event-driven, and interleaved with background system activity. A typical sandbox may run a primary execution path while handling asynchronous I/O, timers, runtime services, networking, logging, memory management, and tool orchestration. A second hardware thread enables the CPU to absorb this supporting work locally, improving utilization and responsiveness while reducing how often the primary agent thread must yield, migrate, or wait.
Traditional simultaneous multithreading, or SMT, improves utilization by enabling two hardware threads to share a core, but this sharing can introduce contention. In densely threaded sandbox environments, threads can compete for branch prediction, decode bandwidth, execution resources, load/store capacity, cache, and memory bandwidth. This creates a noisy-neighbor effect within the core, where activity on one thread can reduce the performance of the other. For agentic AI, RL environments, and cloud services, this variability matters because tail latency can directly affect throughput and quality of service.
The Vera CPU takes a different approach with NVIDIA Spatial Multithreading (SMT). Rather than relying solely on opportunistic resource sharing, the wide Olympus core is designed to partition resources more effectively across two hardware threads. This enables Olympus to operate as a high-throughput single-threaded core when maximum per-thread performance is needed, with the sibling thread handling management activity, or as two more isolated execution contexts when higher thread density is required.

The result is strong per-thread performance, improved utilization, and more predictable behavior under load. With 88 Olympus cores and 176 SMT threads, the Vera CPU can support large numbers of concurrent agent tasks while reducing thread-to-thread interference and delivering more consistent latency and throughput.
Sustaining agentic AI performance with coherent fabric and high-bandwidth memory
A high-IPC core delivers its full value only when the rest of the processor can keep it supplied. Agentic AI, reinforcement learning, graph analytics, and data-processing workloads often rely on large working sets and irregular access patterns, making fabric bandwidth, cache access, memory bandwidth, and latency as important as execution width.

Vera CPU pairs the Olympus core with the NVIDIA Scalable Coherency Fabric (SCF) and SOCAMM2 (Small Outline Compression Attached Memory Module) LPDDR5X memory to create a more balanced platform for high-throughput CPU execution at AI-factory scale.
NVIDIA Scalable Coherency Fabric
The NVIDIA Scalable Coherency Fabric is the Vera CPU communication backbone, connecting Olympus cores, shared cache, memory controllers, I/O, and NVLink-C2C interfaces through a coherent, high-bandwidth on-die fabric. It provides up to 3.4 TB/s of fabric bandwidth and integrates a 164 MB unified L3 cache across all cores. By placing cache and fabric resources on a monolithic compute die, Vera CPU avoids the die-hop latency and variability common in fragmented chiplet designs, supporting more predictable access to shared data across the processor.
This is particularly valuable for agent workloads, which frequently exchange state, traverse shared data structures, and move among runtime, retrieval, analytics, and orchestration code. The SCF helps reduce contention, improve cache sharing, and maintain coherent access across CPU resources, while serving as the integration point for NVLink-C2C connectivity to GPUs and scale-up platforms.
SOCAMM2 LPDDR5X memory
Vera CPU uses SOCAMM2 LPDDR5X memory to provide the bandwidth, efficiency, and capacity required for AI infrastructure. The memory subsystem delivers up to 1.2 TB/s of aggregate bandwidth, or up to 14 GB/s per core, helping each Olympus core sustain useful work under high concurrency. Compared with traditional DDR5 and MRDIMM-based server designs, SOCAMM2 LPDDR5X delivers this bandwidth at substantially lower memory power, reducing platform power while keeping cores supplied across bandwidth-intensive AI, analytics, graph, and RL workloads.
SOCAMM2 also brings enterprise serviceability to LPDDR memory. Rather than using soldered-down LPDDR, Vera CPU uses modular, field-replaceable memory modules that retain the short electrical paths needed for high-speed LPDDR5X while supporting datacenter deployment models. The result is a memory architecture that combines high bandwidth, strong power efficiency, and extensive Reliability, Availability, and Serviceability (RAS) capabilities, which are essential for scaling CPU performance across AI factories.
Moving agentic AI data faster, more securely, and at scale
A high-performance CPU must do more than execute instructions quickly. It must also move data securely and efficiently across the AI factory. Modern AI systems rely on the CPU to coordinate accelerators, memory, storage, networking, and other processors, making scale-up connectivity and I/O bandwidth central to overall system performance.
Vera CPU brings together coherent NVIDIA NVLink-C2C, dual-socket scaling, PCIe 6.4, CXL 3.1, and Confidential Computing in a balanced platform architecture. These capabilities support secure, high-bandwidth data movement across next-generation AI infrastructure.
Dual-socket scaling
Vera CPU scales from single-socket deployments to a coherent dual-socket platform using second-generation NVLink-C2C for high-bandwidth socket-to-socket connectivity. This enables both CPUs to operate as a unified system, with coherent data sharing and predictable scale-up performance, while preserving a simpler software model for large CPU workloads across AI factories, HPC, and enterprise computing.

Traditional x86 server CPUs often use chiplet-based designs that can expose multiple NUMA domains within each socket. In large dual-socket systems, this can create a fragmented memory topology, requiring software to carefully place threads, memory, and I/O traffic to avoid remote accesses, additional die hops, and uneven latency.
Vera CPU takes a software-first approach. Each socket presents as a single NUMA domain, creating a clean two-NUMA-node topology in a dual-socket system. Built around a monolithic compute die, unified system-level cache, and coherent fabric, it reduces topology-driven variability and avoids the overhead associated with crossing multiple dies. The result is a dual-socket platform that is easier to program and tune, with more predictable scaling for agentic AI, RL, analytics, and enterprise workloads.

IO connectivity
It includes PCIe 6.4 for high-bandwidth, flexible connectivity to next-generation networking, storage, accelerators, and peripheral devices. A dual-socket configuration provides 176 PCIe lanes, supporting a broad range of platform designs. Vera CPU also supports CXL 3.1, enabling coherent memory expansion, memory pooling, and composable infrastructure for workloads that benefit from larger memory footprints.
Confidential Compute
Vera Rubin NVL72 extends Confidential Computing across scale-up AI infrastructure, protecting data in use across CPUs, coherent GPUs, and interconnects without requiring unnecessary data copies or bounce buffers. Built on Arm CCA/RME with per-VM encryption keys, Vera CPU provides confidential VM isolation, supports secure assignment of TDISP-capable coherent devices, and uses authenticated C2C encryption to protect data across coherent links. Together, these capabilities establish a unified trust domain for secure AI workloads from the server to rack scale.
Delivering leading agentic workload performance
With the Olympus core and fabric, SOCAMM2 LPDDR5X memory, and dual-socket scale-up architecture in place, the next question is how these design choices translate to agentic workload performance. Agentic systems spend significant CPU time in Python execution, code compilation, static analysis, and tool-driven software workflows. These software paths place pressure on large instruction footprints, branch-heavy control flow, dynamic runtime behavior, and long dependency chains.

A key measure is single-thread performance under full socket load. Agentic AI and reinforcement learning commonly run many sandboxes, tools, and environments concurrently. Each agent step depends on strong per-thread progress, but that progress must hold as the full CPU shares socket-level power, cache, memory bandwidth, and fabric resources. Loaded single-thread performance therefore provides a more representative measure of agent throughput, responsiveness, and CPU-side efficiency at AI-factory scale.
To learn more about the NVIDIA Vera CPU architecture and performance, refer to the NVIDIA Vera CPU whitepaper.
SPEC CPU® 2026 results measured internally in July 2026. Refer to the NVIDIA Vera CPU whitepaper for details on performance measurements and configuration.
SPEC®, SPEC CPU®, and SPECrate® are registered trademarks of the Standard Performance Evaluation Corporation (www.spec.org).
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