隨著(zhù)AMD首款64位ARM服務(wù)器處理器的臨近,ARM將為數據中心帶來(lái)全新的輕量化應用體驗。移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)、云計算快速發(fā)展,負載變得越來(lái)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(chǎn)生著(zhù)大量的不同類(lèi)型的數據。隨之而來(lái)的是幾乎所有的這些數據都要進(jìn)入數據中心,這給數據中心的響應能力、空間、能耗帶來(lái)前所未有的挑戰。
實(shí)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(fā),數據中心所需要處理的負載就非常驚人了。于是,大數據時(shí)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(mǎn)足了數據中心的這種新需求。
自2010年起,ARM將進(jìn)入數據中心的消息就沒(méi)停止過(guò)。隨著(zhù)Google、Facebook等大型互聯(lián)網(wǎng)廠(chǎng)商開(kāi)始定制ARM服務(wù)器、AppliedMicro等廠(chǎng)商開(kāi)始ARM服務(wù)器芯片的研發(fā)、戴爾和惠普等服務(wù)器制造商開(kāi)始測試ARM服務(wù)器,讓ARM進(jìn)軍數據中心的路線(xiàn)逐漸清晰起來(lái)。2012年10月,AMD布將在2014年推出64位ARM服務(wù)器芯片。
32位ARM芯片的困境
目前來(lái)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(wù)器應用都已經(jīng)轉向64位,比如Hadoop,32位ARM已經(jīng)落后于時(shí)代。ARM缺乏軟件廠(chǎng)商支持,盡管ARM已經(jīng)支持Linux系統,但支持的應用軟件有限。ARM還缺乏優(yōu)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(wù)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(jìn)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(wù)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(gè)或八個(gè)核心,頻率超過(guò)2GHz,制造工藝28nm,規格上已經(jīng)全面領(lǐng)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(jìn)行了升級。在緩存方面,西雅圖每?jì)蓚(gè)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(zhù)巨大創(chuàng )新,集成了能夠支持DDR3/DDR4的內存控制器,也就是說(shuō),未來(lái)AMD ARM將支持DDR4內存,這是一個(gè)顯著(zhù)的進(jìn)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(wù)器Caliber加密與壓縮協(xié)處理器、集成PCI-E 3.0總線(xiàn)控制器,可支持1個(gè)x8或者兩個(gè)x4接口;集成SATA 6G控制器,最多支持8個(gè)接口;此外集成了10Gb以太網(wǎng)接口。
ARM的生態(tài)圈建設
當然,僅僅有芯片是不夠的,相比x86服務(wù)器,ARM還缺乏共同的、廣泛的軟件生態(tài)系統。
為了推動(dòng)ARM軟件生態(tài)系統的建立,AMD積極聯(lián)合合作伙伴,推出了針對64位ARM服務(wù)器CPU設計的全面開(kāi)發(fā)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(dòng)環(huán)境、基于Fedora的Linux環(huán)境、標準Linux GNU工具鏈、平臺設備驅動(dòng)器、Apache網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器、MySQL引擎以及PHP腳本語(yǔ)言,能夠在64位ARM環(huán)境下工作的Java7和Java8版本等。
完善的開(kāi)發(fā)工具能讓用戶(hù)更加容易開(kāi)發(fā)基于A(yíng)MD ARM的應用,這將大大拓寬AMD ARM服務(wù)器的應用領(lǐng)域。為了進(jìn)一步完善ARM的軟件生態(tài)系統,AMD加入了非盈利組織Linaro,這個(gè)組織的成員包括ARM、AMD和多家軟件公司,每一個(gè)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(jīng)貢獻了200名工程師參與ARM軟件的開(kāi)發(fā),大力推動(dòng)ARM生態(tài)系統的建立。
此外,AMD還是SBSA規范(Server Base System Architecture)最早的創(chuàng )始成員之一,SBSA是為了解決ARM架構服務(wù)器軟硬件標準不統一問(wèn)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(fā)起的基礎架構規范,這個(gè)規范的問(wèn)世讓ARM服務(wù)器開(kāi)發(fā)過(guò)程更簡(jiǎn)單,加速了ARM服務(wù)器從芯片、軟件到終端產(chǎn)品的部署過(guò)程,也使得操作系統廠(chǎng)商和ISV能更容易的推出ARM服務(wù)器解決方案。
SBSA標準的推出將有助于A(yíng)RM生態(tài)圈的完善,我們看到參與制定的廠(chǎng)商涵蓋了服務(wù)器軟硬件廠(chǎng)商,這對于A(yíng)RM生態(tài)系統的建設是個(gè)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(chǎng)商設計并制造基于A(yíng)RM處理器的服務(wù)器產(chǎn)品。SBSA還規定了ARM服務(wù)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(wù)器架構的制定更是具有別樣的意義,這樣有助于現有服務(wù)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A(yíng)RM服務(wù)器的部署效率,因為搭載ARM芯片的微服務(wù)器通常是成千上萬(wàn)高密度部署,標準化有助于提升ARM服務(wù)器的可管理性。
AMD ARM觀(guān)察
2013年ARM處理器發(fā)貨量達到了80億顆,x86處理器是1300萬(wàn)顆,ARM服務(wù)器處理器極具市場(chǎng)潛力。正因如此,ARM服務(wù)器處理器市場(chǎng)贏(yíng)得了多家廠(chǎng)商的青睞,AppliedMicro等廠(chǎng)商同樣在緊鑼密鼓的準備著(zhù)64位ARM處理器的上市,互聯(lián)網(wǎng)巨擘谷歌也宣稱(chēng)將自行設計ARM服務(wù)器芯片,三星也準備進(jìn)入該市場(chǎng)分一杯羹。
2012年,AMD收購低功耗服務(wù)器廠(chǎng)商SeaMicro,所獲得的Freedom互聯(lián)架構也為AMD增添了優(yōu)勝砝碼。Freedom互聯(lián)架構能夠在集群中連接計算、存儲和網(wǎng)絡(luò ),使得每個(gè)機架能超過(guò)1000個(gè)核心、數TB的內存、每插槽超過(guò)10Gb/s帶寬、并實(shí)現PB級的存儲容量,該架構能顯著(zhù)提升ARM服務(wù)器的效率,這也是其他ARM廠(chǎng)商所不具備的。
在生態(tài)系統方面,AMD及時(shí)推出了ARM服務(wù)器處理器配套的評估板和完善的開(kāi)發(fā)工具,并積極參與ARM服務(wù)器規范的制定,這有助于讓AMD更快速的推動(dòng)將ARM服務(wù)器的應用落地,同時(shí)為推動(dòng)整個(gè)ARM服務(wù)器生態(tài)圈的建立起到積極作用。此外,AMD有著(zhù)廣泛的客戶(hù)和合作伙伴基礎,包括云服務(wù)器提供商、互聯(lián)網(wǎng)公司、電信、金融、政府等,有助于和AMD在A(yíng)RM服務(wù)器方面的進(jìn)一步合作。
除此之外,AMD近年來(lái)開(kāi)始向SoC廠(chǎng)商轉型,未來(lái)AMD傳統的芯片業(yè)務(wù)將僅占50%,而剩下的50%將來(lái)自于包括嵌入式、高密度服務(wù)器和半定制化產(chǎn)品,而ARM處理器則是AMD轉型策略中的重要一環(huán),AMD透露,其ARM服務(wù)器芯片有著(zhù)長(cháng)期的路線(xiàn)圖。對于用戶(hù)來(lái)說(shuō),AMD對ARM有著(zhù)長(cháng)期的規劃并寄予厚望,更能贏(yíng)得用戶(hù)的信心和認可。
種種跡象顯示,AMD在A(yíng)RM數據中心化方面的優(yōu)勢是明顯的,所以我們對于今年ARM生態(tài)圈的建設還是充滿(mǎn)期待的。不過(guò)這并不代表ARM陣營(yíng)沒(méi)有阻力,英特爾公司已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一個(gè)用于服務(wù)器的基于A(yíng)tom的平臺,并于去年發(fā)布了采用22納米工藝的C2000 Avoton系列產(chǎn)品。英特爾稱(chēng)基于新Silvermont的微架構技術(shù)在功效和性能等方面均已達到或超過(guò)了ARM系統級芯片。此外,該公司將于今年晚些時(shí)候推出下一代Atom服務(wù)器的SoC系統級芯片,采用14納米工藝的Denverton。
綜上所述,ARM進(jìn)軍數據中心市場(chǎng)的道路是曲折的,多樣化的數據中心市場(chǎng)給用戶(hù)帶來(lái)的是多樣化的選擇。