ARM芯片正迅速“肆虐”服務(wù)器市場(chǎng)
發(fā)布時(shí)間：2013/1/31 15:27:58 來(lái)源: 縱橫數(shù)據(jù)
如果說(shuō)在2012年服務(wù)器架構(gòu)領(lǐng)域?qū)l(fā)生根本性變革，那么這一變革最有可能由ARM芯片挑起。通過(guò)日益成熟的技術(shù)和架構(gòu)的升級(jí)，它將顯著降低數(shù)據(jù)中心的成本，并深刻的影響著整個(gè)服務(wù)器市場(chǎng)格局。
當(dāng)今市場(chǎng)上，ARM的處理器大部分都基于32位架構(gòu)，然而ARM要想在服務(wù)器市場(chǎng)中有所作為，必定要有64位產(chǎn)品才能稱得上真正意義上的服務(wù)器級(jí)產(chǎn)品(已有不少圖形芯片在超級(jí)計(jì)算機(jī)中的成功應(yīng)用)。ARM目前也承認(rèn)，64位架構(gòu)的開(kāi)發(fā)進(jìn)程為時(shí)已晚，這也 就是為什么即使其最新推出的Cortex-A15 Eagle也遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法與英特爾、AMD進(jìn)行抗?fàn)帯ortex-A15 Eagle支持大量服務(wù)器專用的功能，但它仍然基于32位設(shè)計(jì)。
其實(shí)早在2008年的時(shí)候，ARM就開(kāi)始了ARMv8 64位架構(gòu)的開(kāi)發(fā)，并于2011年正式推出。起初，該公司預(yù)計(jì)將在2014年推出首ARM架構(gòu)服務(wù)器，但看到惠普和Calxeda以及其他芯片設(shè)計(jì)者(比如Nvidia)的強(qiáng)有力支持和熱情，ARM認(rèn)為，在2014年，能夠在服務(wù)器市場(chǎng)上擁有一定的影響力。
人們普遍預(yù)計(jì)在2013年的時(shí)候，ARM低功耗處理器將會(huì)在數(shù)據(jù)中心大幅得到應(yīng)用。借助圖形芯片和更加成熟的技術(shù)，將會(huì)帶來(lái)卓有成效的性能提升和能耗節(jié)省。去年11月Calxeda發(fā)布“EnergyCore ECX-1000”,也預(yù)示著ARM處理器開(kāi)始在服務(wù)器中的應(yīng)用。
另一方面，不少用戶正在嘗試各種不同的技術(shù)，尤其是在云計(jì)算時(shí)代條件下，人們既要考慮計(jì)算密度又要考慮低功耗需求。低功 耗ARM處理器的聚合有可能提供比傳統(tǒng)x86服務(wù)器芯片，如英特爾至強(qiáng)或AMD皓龍更節(jié)能的云計(jì)算處理能力。ARM處理器與圖形處理器的耦合也尤為受人關(guān)注。現(xiàn)在有很多超級(jí)計(jì)算機(jī)都在使用圖形芯片。借助圖形處理器和ARM處理器的耦合，將在某些應(yīng)用方面會(huì)體現(xiàn)出比傳統(tǒng)CPU更佳的性能。
所有的這些，似乎都在預(yù)示著服務(wù)器市場(chǎng)將會(huì)出現(xiàn)另一個(gè)新角色，而通過(guò)以往ARM在超級(jí)計(jì)算機(jī)的成功應(yīng)用，也隱隱約約令人感覺(jué)到，ARM或許在不遠(yuǎn)的將來(lái)，會(huì)成為服務(wù)器芯片領(lǐng)域中的一個(gè)重要分支。
在細(xì)說(shuō)ARM殺手锏之前，我們有必要先交代下ARM這家公司。ARM成立于1991年，是一家出售IP(技術(shù)知識(shí)產(chǎn)權(quán))的公司。其架構(gòu)采用的是RISC,完全不同于目前服務(wù)器市場(chǎng)上的x86處理器架構(gòu)。
ARM處理器支持16位和32位雙指令集，現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了進(jìn)入64位架構(gòu)的“ARMv8”處理器。雖然基于64位架構(gòu)的該處理器還有一些不足之處，但卻也說(shuō)明了ARM向64位世界邁進(jìn)的步伐。相比傳統(tǒng)的x86架構(gòu)，ARM擁有低功耗、低成本、執(zhí)行效率高等諸多優(yōu)勢(shì)特性，而且也有著廣泛的合作伙伴支持，推出了相關(guān)服務(wù)器處理器產(chǎn)品，而且在服務(wù)器上也有部署。
低功耗 低成本，由于ARM架構(gòu)采用了一種獨(dú)特設(shè)計(jì)，有著低功耗和低成本的天然優(yōu)勢(shì)，因此在很多消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品中(比如手機(jī)、平板電腦)得以廣泛應(yīng)用。
廣泛的廠商支持，去年，微軟宣布Windows 8將正式支持ARM架構(gòu)處理器，ARM獲得軟件帝國(guó)的認(rèn)可和支持，意味著x86處理器的主導(dǎo)地位將受到挑戰(zhàn)。還是在去年，惠普與Canonical先后宣布推出世界首款基于Ubuntu 11.10操作系統(tǒng)(ARM處理器版本)的ARM服務(wù)器。此外，ARM還將獲得業(yè)界其他廠商的廣泛支持。
ARM服務(wù)器處理器面世，去年美國(guó)廠商Calxeda發(fā)布的業(yè)界第一款基于ARM架構(gòu)、專門面向服務(wù)器應(yīng)用的處理器“EnergyCore ECX-1000”。它采用高度集成的SoC片上系統(tǒng)設(shè)計(jì)，擁有最多四個(gè)ARM Cortex-A9處理器核心，主頻1.1-1.4GHz,每核心32KB一級(jí)指令緩存、32KB一級(jí)數(shù)據(jù)緩存，所有核心共享4MB ECC二級(jí)緩存。
該處理器整合了一個(gè)72-bit ECC DDR內(nèi)存控制器，支持32位物理尋址和800/1066/1333MHz 頻率的DDR3 1.5V、DDR3L 1.35V內(nèi)存條。特別需要指出的是，它首次集成了80Gb(10Gb×8)交叉光纖切換并支持直通交通，可提供五個(gè)10Gb外部通道和三個(gè)10Gb內(nèi)部通道，最多能連接4096個(gè)節(jié)點(diǎn)，支持動(dòng)態(tài)連接速度控制。
Calxeda還設(shè)計(jì)出來(lái)了一套四節(jié)點(diǎn)方案“EnergyCard”,它采用半高式擴(kuò)展卡的方式，長(zhǎng)度254毫米、高度69毫米。
Calxeda公司也在利用ARM Cortex A9架構(gòu)處理器來(lái)制造服務(wù)器，而從實(shí)際的效果來(lái)看，其在多節(jié)點(diǎn)分布計(jì)算以及大數(shù)據(jù)的處理方面都有不錯(cuò)的表現(xiàn)。
相比IT其他領(lǐng)域，服務(wù)器市場(chǎng)上的處理器競(jìng)爭(zhēng)格局主要以x86架構(gòu)統(tǒng)領(lǐng)。相比英特爾和IBM等服務(wù)器領(lǐng)域芯片大佬來(lái)說(shuō)，ARM走的路線可以說(shuō)是從低級(jí)到高級(jí)(大體上是消費(fèi)級(jí)為主至企業(yè)級(jí)高端服務(wù)器路線)。由于其先天不足，在一開(kāi)始的服務(wù)器領(lǐng)域ARM并沒(méi)有任何作為，甚至以前都有很多人還未聽(tīng)說(shuō)過(guò)ARM公司。
然而，三十年河?xùn)|三十年河西。云計(jì)算時(shí)代的到來(lái)和能耗問(wèn)題愈加受到重視，通過(guò)多年的技術(shù)沉淀和探索，ARM架構(gòu)處理器產(chǎn)品迎來(lái)了發(fā)展的春天。ARM的64位服務(wù)器處理器推出之后，無(wú)疑將會(huì)對(duì)服務(wù)器市場(chǎng)造成巨大沖擊。
不過(guò)，由于ARM架構(gòu)的不成熟以及相應(yīng)軟硬件配套的生態(tài)支持不夠完善，在未來(lái)2、3年的發(fā)展過(guò)程中，ARM仍然會(huì)面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。而且即使現(xiàn)在新推出一批ARM服務(wù)器，由于多年來(lái)x86架構(gòu)產(chǎn)品線的的不斷豐富和完善以及用戶群對(duì)x86的熟悉，研究人員所使用的程序代碼也大多是為x86指令集編寫(xiě)。從保護(hù)投資和技術(shù)支持角度來(lái)看，短期內(nèi)不可能出現(xiàn)x86向ARM架構(gòu)遷移的現(xiàn)象，它只能是作為一種全新的IT基礎(chǔ)架構(gòu)或者未來(lái)全新用戶的新方案設(shè)計(jì)。
另一種出路就是，ARM架構(gòu)會(huì)逐漸占據(jù)那些具體化應(yīng)用領(lǐng)域，比如網(wǎng)站托管、靜態(tài)存儲(chǔ)、辦公應(yīng)用等場(chǎng)景。比如ARM的官方站點(diǎn)就是使用基于Marvell MV78100 SOC的ARM服務(wù)器，結(jié)合其在軟件方面常見(jiàn)的Debian和Ngnix組合，能非常有效地支撐其官方站點(diǎn)的運(yùn)行。而靜態(tài)存儲(chǔ)和辦公應(yīng)用，相比數(shù)據(jù)庫(kù)、關(guān)鍵業(yè)務(wù)應(yīng)用等工作場(chǎng)景，它對(duì)CPU和內(nèi)存的要求并不高，所以能在不影響性能的情況下引入ARM架構(gòu)將，降低用于負(fù)載靜態(tài)存儲(chǔ)的服務(wù)器成本和功耗。
從整個(gè)服務(wù)器市場(chǎng)領(lǐng)域來(lái)看，2012年也將進(jìn)一步加劇業(yè)已激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局。英特爾全新推出至強(qiáng)E5、安騰“Poulson”、MIC 縱核架構(gòu)。而作為ARM的直接回應(yīng)，英特爾還將推出Atom架構(gòu)的服務(wù)器處理器。Atom架構(gòu)處理器主要面向微服務(wù)器市場(chǎng)，它并不強(qiáng)調(diào)高性能，但更加注重低功耗設(shè)計(jì)。
種種跡象來(lái)看，ARM及ARM架構(gòu)的服務(wù)器處理器，將在未來(lái)服務(wù)器市場(chǎng)中扮演重要角色。一方面，它會(huì)加劇市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)、細(xì)化服務(wù)器市場(chǎng)領(lǐng)域，一定程度上動(dòng)搖x86架構(gòu)主導(dǎo)地位;另一方面，它也符合未來(lái)綠色I(xiàn)T、云計(jì)算時(shí)代發(fā)展必然趨勢(shì)。激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和節(jié)能低功耗，勢(shì)必會(huì)給用戶帶來(lái)更多實(shí)惠。
未來(lái)服務(wù)器市場(chǎng)或被ARM攪局。攪局的背后，將會(huì)是更加豐富的服務(wù)器市場(chǎng)格局和用戶選擇。
當(dāng)今市場(chǎng)上，ARM的處理器大部分都基于32位架構(gòu)，然而ARM要想在服務(wù)器市場(chǎng)中有所作為，必定要有64位產(chǎn)品才能稱得上真正意義上的服務(wù)器級(jí)產(chǎn)品(已有不少圖形芯片在超級(jí)計(jì)算機(jī)中的成功應(yīng)用)。ARM目前也承認(rèn)，64位架構(gòu)的開(kāi)發(fā)進(jìn)程為時(shí)已晚，這也 就是為什么即使其最新推出的Cortex-A15 Eagle也遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法與英特爾、AMD進(jìn)行抗?fàn)帯ortex-A15 Eagle支持大量服務(wù)器專用的功能，但它仍然基于32位設(shè)計(jì)。
其實(shí)早在2008年的時(shí)候，ARM就開(kāi)始了ARMv8 64位架構(gòu)的開(kāi)發(fā)，并于2011年正式推出。起初，該公司預(yù)計(jì)將在2014年推出首ARM架構(gòu)服務(wù)器，但看到惠普和Calxeda以及其他芯片設(shè)計(jì)者(比如Nvidia)的強(qiáng)有力支持和熱情，ARM認(rèn)為，在2014年，能夠在服務(wù)器市場(chǎng)上擁有一定的影響力。
人們普遍預(yù)計(jì)在2013年的時(shí)候，ARM低功耗處理器將會(huì)在數(shù)據(jù)中心大幅得到應(yīng)用。借助圖形芯片和更加成熟的技術(shù)，將會(huì)帶來(lái)卓有成效的性能提升和能耗節(jié)省。去年11月Calxeda發(fā)布“EnergyCore ECX-1000”,也預(yù)示著ARM處理器開(kāi)始在服務(wù)器中的應(yīng)用。
另一方面，不少用戶正在嘗試各種不同的技術(shù)，尤其是在云計(jì)算時(shí)代條件下，人們既要考慮計(jì)算密度又要考慮低功耗需求。低功 耗ARM處理器的聚合有可能提供比傳統(tǒng)x86服務(wù)器芯片，如英特爾至強(qiáng)或AMD皓龍更節(jié)能的云計(jì)算處理能力。ARM處理器與圖形處理器的耦合也尤為受人關(guān)注。現(xiàn)在有很多超級(jí)計(jì)算機(jī)都在使用圖形芯片。借助圖形處理器和ARM處理器的耦合，將在某些應(yīng)用方面會(huì)體現(xiàn)出比傳統(tǒng)CPU更佳的性能。
所有的這些，似乎都在預(yù)示著服務(wù)器市場(chǎng)將會(huì)出現(xiàn)另一個(gè)新角色，而通過(guò)以往ARM在超級(jí)計(jì)算機(jī)的成功應(yīng)用，也隱隱約約令人感覺(jué)到，ARM或許在不遠(yuǎn)的將來(lái)，會(huì)成為服務(wù)器芯片領(lǐng)域中的一個(gè)重要分支。
在細(xì)說(shuō)ARM殺手锏之前，我們有必要先交代下ARM這家公司。ARM成立于1991年，是一家出售IP(技術(shù)知識(shí)產(chǎn)權(quán))的公司。其架構(gòu)采用的是RISC,完全不同于目前服務(wù)器市場(chǎng)上的x86處理器架構(gòu)。
ARM處理器支持16位和32位雙指令集，現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了進(jìn)入64位架構(gòu)的“ARMv8”處理器。雖然基于64位架構(gòu)的該處理器還有一些不足之處，但卻也說(shuō)明了ARM向64位世界邁進(jìn)的步伐。相比傳統(tǒng)的x86架構(gòu)，ARM擁有低功耗、低成本、執(zhí)行效率高等諸多優(yōu)勢(shì)特性，而且也有著廣泛的合作伙伴支持，推出了相關(guān)服務(wù)器處理器產(chǎn)品，而且在服務(wù)器上也有部署。
低功耗 低成本，由于ARM架構(gòu)采用了一種獨(dú)特設(shè)計(jì)，有著低功耗和低成本的天然優(yōu)勢(shì)，因此在很多消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品中(比如手機(jī)、平板電腦)得以廣泛應(yīng)用。
廣泛的廠商支持，去年，微軟宣布Windows 8將正式支持ARM架構(gòu)處理器，ARM獲得軟件帝國(guó)的認(rèn)可和支持，意味著x86處理器的主導(dǎo)地位將受到挑戰(zhàn)。還是在去年，惠普與Canonical先后宣布推出世界首款基于Ubuntu 11.10操作系統(tǒng)(ARM處理器版本)的ARM服務(wù)器。此外，ARM還將獲得業(yè)界其他廠商的廣泛支持。
ARM服務(wù)器處理器面世，去年美國(guó)廠商Calxeda發(fā)布的業(yè)界第一款基于ARM架構(gòu)、專門面向服務(wù)器應(yīng)用的處理器“EnergyCore ECX-1000”。它采用高度集成的SoC片上系統(tǒng)設(shè)計(jì)，擁有最多四個(gè)ARM Cortex-A9處理器核心，主頻1.1-1.4GHz,每核心32KB一級(jí)指令緩存、32KB一級(jí)數(shù)據(jù)緩存，所有核心共享4MB ECC二級(jí)緩存。
該處理器整合了一個(gè)72-bit ECC DDR內(nèi)存控制器，支持32位物理尋址和800/1066/1333MHz 頻率的DDR3 1.5V、DDR3L 1.35V內(nèi)存條。特別需要指出的是，它首次集成了80Gb(10Gb×8)交叉光纖切換并支持直通交通，可提供五個(gè)10Gb外部通道和三個(gè)10Gb內(nèi)部通道，最多能連接4096個(gè)節(jié)點(diǎn)，支持動(dòng)態(tài)連接速度控制。
Calxeda還設(shè)計(jì)出來(lái)了一套四節(jié)點(diǎn)方案“EnergyCard”,它采用半高式擴(kuò)展卡的方式，長(zhǎng)度254毫米、高度69毫米。
Calxeda公司也在利用ARM Cortex A9架構(gòu)處理器來(lái)制造服務(wù)器，而從實(shí)際的效果來(lái)看，其在多節(jié)點(diǎn)分布計(jì)算以及大數(shù)據(jù)的處理方面都有不錯(cuò)的表現(xiàn)。
相比IT其他領(lǐng)域，服務(wù)器市場(chǎng)上的處理器競(jìng)爭(zhēng)格局主要以x86架構(gòu)統(tǒng)領(lǐng)。相比英特爾和IBM等服務(wù)器領(lǐng)域芯片大佬來(lái)說(shuō)，ARM走的路線可以說(shuō)是從低級(jí)到高級(jí)(大體上是消費(fèi)級(jí)為主至企業(yè)級(jí)高端服務(wù)器路線)。由于其先天不足，在一開(kāi)始的服務(wù)器領(lǐng)域ARM并沒(méi)有任何作為，甚至以前都有很多人還未聽(tīng)說(shuō)過(guò)ARM公司。
然而，三十年河?xùn)|三十年河西。云計(jì)算時(shí)代的到來(lái)和能耗問(wèn)題愈加受到重視，通過(guò)多年的技術(shù)沉淀和探索，ARM架構(gòu)處理器產(chǎn)品迎來(lái)了發(fā)展的春天。ARM的64位服務(wù)器處理器推出之后，無(wú)疑將會(huì)對(duì)服務(wù)器市場(chǎng)造成巨大沖擊。
不過(guò)，由于ARM架構(gòu)的不成熟以及相應(yīng)軟硬件配套的生態(tài)支持不夠完善，在未來(lái)2、3年的發(fā)展過(guò)程中，ARM仍然會(huì)面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。而且即使現(xiàn)在新推出一批ARM服務(wù)器，由于多年來(lái)x86架構(gòu)產(chǎn)品線的的不斷豐富和完善以及用戶群對(duì)x86的熟悉，研究人員所使用的程序代碼也大多是為x86指令集編寫(xiě)。從保護(hù)投資和技術(shù)支持角度來(lái)看，短期內(nèi)不可能出現(xiàn)x86向ARM架構(gòu)遷移的現(xiàn)象，它只能是作為一種全新的IT基礎(chǔ)架構(gòu)或者未來(lái)全新用戶的新方案設(shè)計(jì)。
另一種出路就是，ARM架構(gòu)會(huì)逐漸占據(jù)那些具體化應(yīng)用領(lǐng)域，比如網(wǎng)站托管、靜態(tài)存儲(chǔ)、辦公應(yīng)用等場(chǎng)景。比如ARM的官方站點(diǎn)就是使用基于Marvell MV78100 SOC的ARM服務(wù)器，結(jié)合其在軟件方面常見(jiàn)的Debian和Ngnix組合，能非常有效地支撐其官方站點(diǎn)的運(yùn)行。而靜態(tài)存儲(chǔ)和辦公應(yīng)用，相比數(shù)據(jù)庫(kù)、關(guān)鍵業(yè)務(wù)應(yīng)用等工作場(chǎng)景，它對(duì)CPU和內(nèi)存的要求并不高，所以能在不影響性能的情況下引入ARM架構(gòu)將，降低用于負(fù)載靜態(tài)存儲(chǔ)的服務(wù)器成本和功耗。
從整個(gè)服務(wù)器市場(chǎng)領(lǐng)域來(lái)看，2012年也將進(jìn)一步加劇業(yè)已激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局。英特爾全新推出至強(qiáng)E5、安騰“Poulson”、MIC 縱核架構(gòu)。而作為ARM的直接回應(yīng)，英特爾還將推出Atom架構(gòu)的服務(wù)器處理器。Atom架構(gòu)處理器主要面向微服務(wù)器市場(chǎng)，它并不強(qiáng)調(diào)高性能，但更加注重低功耗設(shè)計(jì)。
種種跡象來(lái)看，ARM及ARM架構(gòu)的服務(wù)器處理器，將在未來(lái)服務(wù)器市場(chǎng)中扮演重要角色。一方面，它會(huì)加劇市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)、細(xì)化服務(wù)器市場(chǎng)領(lǐng)域，一定程度上動(dòng)搖x86架構(gòu)主導(dǎo)地位;另一方面，它也符合未來(lái)綠色I(xiàn)T、云計(jì)算時(shí)代發(fā)展必然趨勢(shì)。激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和節(jié)能低功耗，勢(shì)必會(huì)給用戶帶來(lái)更多實(shí)惠。
未來(lái)服務(wù)器市場(chǎng)或被ARM攪局。攪局的背后，將會(huì)是更加豐富的服務(wù)器市場(chǎng)格局和用戶選擇。
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