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ARM芯片圖突圍數據中心市場

編輯:無錫瑞迪聲科技有限公司   字號:
摘要:ARM芯片圖突圍數據中心市場

隨著AMD首款64位ARM服務器處理器的臨近,ARM將為數據中心帶來全新的輕量化應用體驗。移動互聯技術、云計算快速發展,負載變得越來越復雜,PC、筆記本、平板、智能手機等各式各樣的終端設備每天都在產生著大量的不同類型的數據。隨之而來的是幾乎所有的這些數據都要進入數據中心,這給數據中心的響應能力、空間、能耗帶來前所未有的挑戰。

實際上這些負載并不復雜,比如Web、搜索、大數據分析等,但如果大量的輕負載并發,數據中心所需要處理的負載就非常驚人了。于是,大數據時代的數據中心在尋求一種能夠以較低的功耗有效處理大量并行化、輕量化負載的方法,而ARM處理器所具備的的多核心、高并行、低功耗的特性正好滿足了數據中心的這種新需求。

自2010年起,ARM將進入數據中心的消息就沒停止過。隨著Google、Facebook等大型互聯網廠商開始定制ARM服務器、AppliedMicro等廠商開始ARM服務器芯片的研發、戴爾和惠普等服務器制造商開始測試ARM服務器,讓ARM進軍數據中心的路線逐漸清晰起來。2012年10月,AMD布將在2014年推出64位ARM服務器芯片。

32位ARM芯片的困境

目前來看,ARM在數據中心的應用還存在一些障礙。首先,目前ARM還僅基于32位架構,但如今大多數服務器應用都已經轉向64位,比如Hadoop,32位ARM已經落后于時代。ARM缺乏軟件廠商支持,盡管ARM已經支持Linux系統,但支持的應用軟件有限。ARM還缺乏優秀的內存控制器和緩存一致性功能,性能也偏低,還難于應對主流服務器應用。

AMD推出64位的ARM處理器則是從架構上突破ARM在數據中心應用的阻力。進入到2014年,AMD就推出了代號西雅圖的Opteron A1100處理器,成為全球首家提供64位ARM服務器處理器的公司。西雅圖基于64位 ARM Cortex-A57架構,采用SoC單芯片設計,具有四個或八個核心,頻率超過2GHz,制造工藝28nm,規格上已經全面領先當前的32位ARM芯片。

AMD的ARM處理器并不僅僅是將32位架構升級到了64位,而是全面進行了升級。在緩存方面,西雅圖每兩個核心共享1MB L2緩存,最大4MB。所有核心共享8MB L3緩存。內存方面有著巨大創新,集成了能夠支持DDR3/DDR4的內存控制器,也就是說,未來AMD ARM將支持DDR4內存,這是一個顯著的進步。內存容量最大支持128GB,平均每核心16GB,使得AMD ARM為虛擬化應用做好了準備。

其他特性還包括西雅圖集成了服務器Caliber加密與壓縮協處理器、集成PCI-E 3.0總線控制器,可支持1個x8或者兩個x4接口;集成SATA 6G控制器,最多支持8個接口;此外集成了10Gb以太網接口。

ARM的生態圈建設

當然,僅僅有芯片是不夠的,相比x86服務器,ARM還缺乏共同的、廣泛的軟件生態系統。

為了推動ARM軟件生態系統的建立,AMD積極聯合合作伙伴,推出了針對64位ARM服務器CPU設計的全面開發平臺,其中包括Micro-ATX封裝的評估板與綜合軟件套裝,如標準UEFI啟動環境、基于Fedora的Linux環境、標準Linux GNU工具鏈、平臺設備驅動器、Apache網絡服務器、MySQL引擎以及PHP腳本語言,能夠在64位ARM環境下工作的Java7和Java8版本等。

完善的開發工具能讓用戶更加容易開發基于AMD ARM的應用,這將大大拓寬AMD ARM服務器的應用領域。為了進一步完善ARM的軟件生態系統,AMD加入了非盈利組織Linaro,這個組織的成員包括ARM、AMD和多家軟件公司,每一個成員公司要向Linaro分享工程師的資源。自2012年下半年起,AMD已經貢獻了200名工程師參與ARM軟件的開發,大力推動ARM生態系統的建立。

此外,AMD還是SBSA規范(Server Base System Architecture)最早的創始成員之一,SBSA是為了解決ARM架構服務器軟硬件標準不統一問題,由ARM、AMD、戴爾、HP等硬件公司,以及Canonical、Citrix、Linaro、微軟、Red Hat、SUSE等軟件公司和組織所發起的基礎架構規范,這個規范的問世讓ARM服務器開發過程更簡單,加速了ARM服務器從芯片、軟件到終端產品的部署過程,也使得操作系統廠商和ISV能更容易的推出ARM服務器解決方案。

SBSA標準的推出將有助于ARM生態圈的完善,我們看到參與制定的廠商涵蓋了服務器軟硬件廠商,這對于ARM生態系統的建設是個利好消息。SBSA規范的目的在于為ARM SoC定義基本需求,有助于第三方廠商設計并制造基于ARM處理器的服務器產品。SBSA還規定了ARM服務器之間用于平衡工作負載的端口及其他基礎接口。

微軟參與ARM服務器架構的制定更是具有別樣的意義,這樣有助于現有服務器平臺應用從傳統的x86架構遷移到ARM平臺上。ARM的標準化制定也有助于ARM服務器的部署效率,因為搭載ARM芯片的微服務器通常是成千上萬高密度部署,標準化有助于提升ARM服務器的可管理性。

AMD ARM觀察

2013年ARM處理器發貨量達到了80億顆,x86處理器是1300萬顆,ARM服務器處理器極具市場潛力。正因如此,ARM服務器處理器市場贏得了多家廠商的青睞,AppliedMicro等廠商同樣在緊鑼密鼓的準備著64位ARM處理器的上市,互聯網巨擘谷歌也宣稱將自行設計ARM服務器芯片,三星也準備進入該市場分一杯羹。

2012年,AMD收購低功耗服務器廠商SeaMicro,所獲得的Freedom互聯架構也為AMD增添了優勝砝碼。Freedom互聯架構能夠在集群中連接計算、存儲和網絡,使得每個機架能超過1000個核心、數TB的內存、每插槽超過10Gb/s帶寬、并實現PB級的存儲容量,該架構能顯著提升ARM服務器的效率,這也是其他ARM廠商所不具備的。

在生態系統方面,AMD及時推出了ARM服務器處理器配套的評估板和完善的開發工具,并積極參與ARM服務器規范的制定,這有助于讓AMD更快速的推動將ARM服務器的應用落地,同時為推動整個ARM服務器生態圈的建立起到積極作用。此外,AMD有著廣泛的客戶和合作伙伴基礎,包括云服務器提供商、互聯網公司、電信、金融、政府等,有助于和AMD在ARM服務器方面的進一步合作。

除此之外,AMD近年來開始向SoC廠商轉型,未來AMD傳統的芯片業務將僅占50%,而剩下的50%將來自于包括嵌入式、高密度服務器和半定制化產品,而ARM處理器則是AMD轉型策略中的重要一環,AMD透露,其ARM服務器芯片有著長期的路線圖。對于用戶來說,AMD對ARM有著長期的規劃并寄予厚望,更能贏得用戶的信心和認可。

種種跡象顯示,AMD在ARM數據中心化方面的優勢是明顯的,所以我們對于今年ARM生態圈的建設還是充滿期待的。不過這并不代表ARM陣營沒有阻力,英特爾公司已經開發了一個用于服務器的基于Atom的平臺,并于去年發布了采用22納米工藝的C2000 Avoton系列產品。英特爾稱基于新Silvermont的微架構技術在功效和性能等方面均已達到或超過了ARM系統級芯片。此外,該公司將于今年晚些時候推出下一代Atom服務器的SoC系統級芯片,采用14納米工藝的Denverton。

綜上所述,ARM進軍數據中心市場的道路是曲折的,多樣化的數據中心市場給用戶帶來的是多樣化的選擇。

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