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www.hj8828.comARM与x86服务器之战 后者仍是主流?

日前ARM推出了低功耗的64位服务器处理器,加之Intel的Atom处理器,低功耗服务器市场重现波澜。虽然准备采购该类服务器的用户还比较少,不过诸如Dell、HP等供应商已经加入了低功耗服务器的行列。其中HP表示其在Project
Moonshot发布的最新产品中就包括开发低功耗服务器,并将使用Intel基于Atom的芯片。

在处理器芯片制造领域,英特尔是当之无愧的行业巨头,几乎垄断了PC处理器。与微软的Wintel联盟甚至主导着人们对PC的消费习惯。而移动芯片商ARM却开始挺进服务器市场,力图打破英特尔对该市场的垄断。ARM处理器虽然拥有手机处理器90%的市场份额,平板电脑处理器70%的市场份额,但是在服务器领域还没有占据多少份额。如今,ARM处理器欲进军服务器与Intel展开竞争。

自2010年开始,关于移动芯片巨头ARM公司要进军服务器领域的消息就逐渐多了起来,其中有捕风捉影、绘声绘色的传闻,也有正儿八经的新闻发布。但是在2010到2014的今天,这三年多的时间里ARM并没有在服务器领域有决定性的市场发展,有的只是零星的产品发布和评测。即使是Google这类有着大规模服务器需求的互联网运营商,要运用一种未经历史证明的新技术和产品,下决心也并不容易。

德国软件商Global Infinipool
GmbH的高层表示,目前数据中心的制冷和能耗成本愈发昂贵,IT管理员压力日益增大,因此必须采用更低功耗的解决方案来控制成本,并提升容量需求。另据PC部件调查公司Mercury
Research的研究可以看出,ARM低功耗处理器也许会对目前处于服务器市场金字塔顶端的Intel芯片造成强烈冲击。

ARM早就意欲染指英特尔的服务器市场份额。ARM推出的64位处理器架构ARMv8,可以支持更大的内存和处理更大的文件,对于科学研究、搜索大型数据等要求高的用户,ARM架构的服务器芯片能够降低服务器的能源成本,节省大量的电力。ARM与高通、NVIDIA等合作伙伴都推出了一些针对密集计算和云计算的措施。这些都表明,ARM意欲挑战英特尔在密集计算和云计算领域的统治地位。

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目前来看,Intel处理器的突出特点是高性能,而ARM则在能耗控制方面拔得头筹。因此ARM若想抢占稳固的x86市场,必须做好能耗与性能两面兼顾。分析公司Endpoint
Technology的总裁Roger
Kay也表示,ARM还不能处理普遍需求的计算,正因为它还没有支持64位。

ARM处理器强调的是节能。根据惠普的研究,ARM服务器的最大优势是:与传统服务器相比,ARM服务器的能源节省可达89%,占用空间缩小可达94%,总成本降低可达63%.这对于巨型数据中心来说,电费就是他们的第一支出,ARM能节省的能源也就是节省开支。最近英国IT供应商Boston推出基于ARM架构的新型服务器“Viridis”,
单颗处理器
的热设计功耗最高仅有5W,整个2U服务器下来也仅仅300W,仅相当于一台普通的PC机的功耗,这是x86服务器难以匹敌的。

www.hj8828.com,ARM能否胜任企业级市场?

随着企业级用户成本控制意识的加强,以及更低功耗、更加节能的市场大方向驱使,服务器供应商应该会更加想兼顾性能更稳定的x86市场与成本更低的低功耗市场。而这样ARM服务器将会从中受益,但Intel却略微缺乏追求低功耗的意识。

英特尔强调的则是高性能。目前,英特尔至强系列处理器已经升级至四核及六核Sandy
Bridge
EP/EN.2013年,英特尔将启用16nm制造工艺,2014年新的核心架构也将出现。还有消息称,英特尔正在准备拥有八个核心的全新Atom,以应付ARM在服务器领域的挑战。新处理器的开发代号叫做“Avadon”或者“Abadon”,采用22nm新工艺制造,最多八个核心,专供云计算等低功耗服务器领域。这款处理器还会改用不同于当今的新架构,拥有两条管线,且是乱序执行,同频率下性能可比当前产品提升20%~25%,估计2013年底可以问世。

从ARM与x86发展的历史来看,ARM一直更接近用户端,被普遍用作个人数据处理、瘦客户机终端,以及个人级别的NAS服务器处理器核心。在应付个人的计算需求方面,ARM显然已经非常完善,而且已经超越也大部分普通用户的需求。

总之,无论是ARM还是Atom,目前的时机还未成熟。ARM或许还未做好服务整个数据中心的准备,而做好这个准备可能还需要两三年的时间。

英特尔最近也在致力于减少处理器能源消耗。在Intel Developer Forum
2012大会上,Intel公司正式公布了代号为Haswell微处理器架构的官方信息,Intel表示Haswell将会为个人电脑带来一场新的革命。由于Haswell的功耗将会大幅降低,Intel公司认为Haswell将可以用于所有类型的PC上,包括服务器、台式机、笔记本电脑甚至是平板电脑。Haswell在大幅提升节能性能的同时,丝毫不会对产品性能带来负面影响。这表明,英特尔开始把更多的注意力放在功耗和性能的平衡之上。

但是,被大量安装在个人消费设备上,能胜任单个用户计算需求的ARM处理器,是否也适合为许多用户提供计算处理资源的服务器呢?

ARM
和英特尔在各自市场中占有优势的份额。在自身市场稳居高位时,向其他市场渗透,是符合市场规律的。作为芯片高端技术掌控者,ARM与英特尔互相渗透彼此市场也是必然的。然而,ARM是否能够撼动英特尔长期以来在服务器领域的高位?

笔者认为,这种角色的转换肯定不可能立即完成,这是由ARM生态圈面向个人计算的历史状态决定的。要从个人计算核心转变为服务器核心,需要改变和提升的也并不仅仅是ARM核心,还有大量的周边配合,从处理器核心设计、服务器系统设计、服务器集群通讯设计、操作系统底层设计,直到外围的软件应用集成和服务,每一项都是巨大的挑战,甚至缺乏案例参考。服务器系统的需求并非只有性能和能耗,稳定性和可用性也是必不可少的条件。请回忆一下您和您朋友们自己正在用的手持设备,基本上可以肯定它使用的是ARM的核心,但是您的设备没有死机或者出错吗?肯定有!使用ARM核心的个人设备的使用稳定性尚且如此,又怎样能保证ARM服务器系统的稳定性呢?至少,个人设备的技术架构不适宜直接用于服务器系统,必须投入全新的和完善的设计。

ARM与英特尔的较量,是功耗和性能的较量。在服务器市场,功耗并不是非常敏感的。客户关注的是绝对性能,是性能功耗比。虽然ARM在节能方面很突出,但是其性能功耗比仍不如英特尔处理器。

通常情况下,ARM处理器更适合处理个人的计算需求——不多也不少。性能过高则能耗也会上升,影响设备待机时间,性能下降则不足以及时完成计算任务,两者都会影响用户体验。

ARM既不设计芯片,也不生产和销售芯片,而是通过研究和出售核心知识产权来获取利润。其合作厂商获得技术授权,然后在
“ARM核”的基础上增加外围电路和其他功能模块,设计出不同用途的芯片。而英特尔则是一家企业负责从架构、设计、测试到生产的一体化全产业链模式。这种商业模式下的英特尔,控制着行业的技术方向和价格趋势,在服务器领域根基深厚。ARM恐怕很难与之抗衡。

而以ARM的这种计算性能特点,如果应用到服务器端,原则上在同一时刻也只够满足个人级别的应用服务需求。云计算[注]时代的“云”通常指的是服务器群组成的云,可以为用户提供无限量的计算资源,但同时巨量的用户同样也是“云”,会给服务器带来同样无限量的服务压力。如果单个ARM平台服务器的处理能力非常有限只能处理少量的用户需求,那么面对“用户云”汹涌而来的请求,只有增加ARM服务器的数量,维持服务器和客户数量的比例,才能确保服务能够正常进行,整套系统的资源供求关系健康平衡。所以,这里可以通过逻辑推理得出,在这个云计算的时代,单个处理器的ARM服务器基本上是没什么意义的,ARM服务器商业应用的起点必然是从集群开始。