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行業動態

時隔五年,ARM再次向數據中心領域發起進攻

來源:半導體行業觀察網,謝謝。
       作為在智能終端領域呼風喚雨的角色,ARM的崛起在很大程度上構筑起了今日終端市場的繁榮。由于采用授權、版稅和軟件平臺服務為主的盈利模式,ARM能夠盡量避免在制造和工廠方面分心,將大部分精力都投入到芯片產品的研發設計和相關軟件平臺的開發上,從而推進產品快速進步。

而這也正是華為海思、高通、蘋果等企業能夠在芯片業務上一年一旗艦的快速推出產品的核心原因。

當然,既然已經在智能終端領域只手遮天,下一步就必然是利潤更豐富、前景更好的數據中心領域了。

在2011至2013年,以高通、Calxeda、SeaMicro為首的ARM陣營曾向數據中心領域發起了一輪聲勢浩大的進攻。希望憑借更好的能效、海量的核心數量來在云化數據中心領域攫取一塊市場。不過面對強大的Intel以及相對貧弱應用和生態系統,當初信心滿滿的各路ARM英豪最終也都偃旗息鼓。高通數據中心業務被邊緣化,甚少有新消息傳出,SeaMicro被AMD收購,Calxeda耗盡現金流倒地而亡……

雖然第一批ARM數據中心方案的探索者沒有成功,但ARM并沒有放棄自己對數據中心市場的野心。被迫退回原有市場的ARM做了兩手準備,并在5年之后重新殺向數據中心市場。

發力HPC領域

2011年,日本超算Kyo在人類歷史上首次實現了10petaflops(億億次)的計算性能。從Kyo開始,人類也就開始了向E級計算(百億億次)挑戰的征程。根據全球各大超算強國公布的下一代E級超算時間表來看,美國、中國、日本和歐盟的對應產品都將在2020-2023年之間完成組裝和調試。而除了性能之外,各國對E級超算的核心需求除了性能之外就是自主可控了。

富士通A64fx處理器

由于沒有自己的專屬處理器架構(Intel、AMD及IBM同為美國公司,他們掌握核心專利的x86、POWER架構可以理解為美國的專屬產品),中國、日本及歐盟無一例外的將目光投向了更加開放的ARM架構。其中,中國的天河3號將采用飛騰公司研發的FT2000 Plus 64核ARM芯片(中國另有一套曙光公司的神威E級方案,處理器采用SW26010,屬于RISC架構);日本的后京(Post Kyo或Post K)將采用富士通的A64fx ARM架構64核心處理器;而歐盟的E級超算雖還沒有明確具體架構,但預計會在CPU方面采用ARM架構、在加速卡方面采用RISC-V開源指令集。

飛騰公司FT-2000 Plus核心架構

巨頭們的選擇雖然有些無奈,但在RISC-V、Open SPARC等開源架構中,ARM仍舊是平臺生態最好、產品最完善的一種(ARM并非開源,但其授權模式卻相對開放;而且ARM是英國公司,并被軟銀控股,很難收到國際政治關系和格局影響)。

另一方面,ARM公司在ARM v8.2A架構中加入的SVE(Scalable Vector Extension)技術也能夠在很大程度上提升對應的ARM處理器在大規?;ヂ搱鼍爸械男阅鼙憩F,使其更適合應用在HPC這種大規模集群之上。

至此,在象征計算技術最前沿的E級超算領域,ARM架構基本占領了五分之三的份額,實現了對數據中心市場的躍鼎打擊。

云化數據中心里的ARM

雖然E級超算對ARM架構青睞有加,但這顯然不能給ARM公司貢獻多少有意義的營收。ARM的真正發力點仍需要放在商用數據中心市場上。

而隨著主流Linux系統對ARM處理器支持的越來越好,以Marvell公司ThunderX處理器為代表的ARM陣營也開始了向商用數據中心領域的再一次進發。

在大型數據中心紛紛完成云化之后,下一步的發展方向便是容器化及其背后對應的serverless模式。在強大的Kubernetes加持下,以往復雜而臃腫的應用和服務可以被更加輕量化、擴展和迭代更方便的微服務模式所取代。而對于數據中心來說,這種更加碎片化的應用交付和部署模式顯然可以進一步提升硬件的利用率,并進一步降低云的成本。

Cavium ThunderX2處理器

(Cavium雇傭了前博通工程師并購買了博通vulcan IP——博通公司的ARM處理器項目,最終被Marvell以60億美元收購)

這種碎片化的應用或計算在很多情況下并不會產生太高的計算需求,如果仍以龐大的x86 CPU核心或vCPU來運行的話顯然會產生一定程度的浪費。而以ThunderX CN9980 2.5GHz處理器為例,1790美元售價將包含32個核心、128線程以及56個PCIe 3.0通道和8個DDR4內存通道以及高達2TB的內存支持;功耗也只是180W。另一方面,ThunderX處理器內部還集成了一個高性能25Gbps網絡控制器,相當于為 服務器 提供了一個廉價的高性能網絡集成方案。

華為鯤鵬920處理器規格(在不同場合中也可稱為Hi1620)圖片源自mobilemagazinehk

除了Marvell的ThunderX2之外,華為也推出了自己的鯤鵬920處理器及對應的泰山服務器產品。相對于ThunderX2,鯤鵬920直接采用了更先進的7nm工藝和ARM v8.2架構,并在180W的TDP之下提供了64個運行于2.6GHz頻率的核心、8個DDR4內存通道和40個lane的PCIe 4.0連接。當然,華為也發揮了自身在網絡技術方面的優勢,為鯤鵬920內置了一個100Gb的RoCE控制器。

目前,AWS已經批量部署了自己的基于ThunderX2方案的ARMbased服務器,并開始對外提供服務。而各家ARMbased服務器產品也大多瞄準云計算、分布式存儲等數據中心的核心應用場景以及一些原生Android服務的新領域。

ARM在數據中心市場能成功嗎?

與第一次沖擊不同,此次在助推ARM向數據中心市場前進的廠商包括了Marvell和華為等資深企業級廠商。他們均在數據中心市場中擁有廣泛的合作生態和豐富的商業經驗,這無疑會給ARM在數據中心市場中的發展提供強大的支持。

雖然現在來給ARM在數據中心市場上的表現定結論還太早,但在吸取了第一次的教訓并獲得了強大的支持后,ARM未來的數據中心之路顯然會走的更好、更遠。

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