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Arm架构大举进军服务器市场恰逢其时?

时间:2020-3-16, 来源:互联网, 资讯类别:市场分析

随着5G、AI、IoT等确定性趋势的来临,智能计算将无所不及。特别是随着5G落地,新一轮数据浪潮即将来袭,云计算作为主流的算力解决方案,将在5G时代迎来大发展。服务器作为产业链核心环节有望率先受益,与此同时,从基础计算架构开始的结构性变化,以及相应的市场格局震荡不容忽视。

去年4月,Arm很罕见地BAW56WT1投资了一家专注于服务器处理器的初创公司Ampere(安晟培),该公司成立于2017年10月,创始人是Intel前总裁Renee James。Ampere结合市场需求和自身优势,致力于打造面向云计算和边缘计算的新一代处理器,研发目标是专为云计算而生的服务器处理器。

为什么需要云原生处理器?

为什么服务器处理器发展到现在需要进行变革?主要受三方面因素驱动:第一,不同于传统企业计算需求,云计算需求需要向容器、微服务这类计算模型迅速转变;第二,边缘数据中心在持续增长,对于延时、功耗的需求不同于以往,对于CPU的部署密度和能耗要求越来越高;第三,机器学习和AI功能的增强,使得整体基础设施都对计算能力产生了非常大的需求,包括数据中心、边缘等,这也推动了边缘计算越来越向定制化方向发展,使得异构型基础设施要具备云计算的能力。

Ampere 产品高级副总裁Jeff Wittich认为,除上述因素,新一代面向云的计算架构需要更加开放才能产生更好的创新,新一代CPU不能有传统的制约因素。现代云计算要求处理器具备确定性、可预测性的性能表现,使服务实现最低的延时;还有跨平台的可扩展性;以及高能效及部署密度。基于这些考虑,Ampere专为云环境打造了最新一代处理器芯片,即云原生处理器。

Ampere 产品高级副总裁Jeff Wittich

为云而生的80核服务器处理器

Ampere最新推出的基于Arm v8.2+架构的80核服务器处理器Ampere Altra,号称专为云环境塑造全新性能与能效标准,可应用于新一代云和边缘计算数据中心,为数据分析、人工智能、数据库、数据存储、电信堆栈、边缘计算、Web主机与云原生应用等提供突破性的能效提升。

与传统服务器CPU相比,Ampere Altra的优势是什么?Jeff Wittich介绍主要体现在三方面:首先是单线程,能够提供稳定、可预测的性能以及良好的安全隔离;二是基于Mesh网格化的内核数量显著高于同类产品,能够提供很好的一致性和更高的效率;三是专为云计算而优化的内核能效,每一个核的功耗效率都得到了提升

Ampere Altra特性

单路80个单线程内核,双路160个内核;

台积电7nm制程工艺;

2PDC,支持8 通道DDR4-3200内存,单路内存容量达4TB;

单路配置支持128 条PCIe Gen4 通道,双路配置支持192条通道;

采用CCIX协议,支持加速器一致性互联;

两个128位SIMD单元;

使用int8和fp16运算指令进行AI推理加速;

服务器级RAS;

Arm v8.2+架构,符合服务器基础架构规范(SBSA)4级。

尤其是运行云原生工作负载场景下,如搜索、AI推理、多媒体转码、数据库等,Ampere Altra优势明显。在与AMD EPYC 7742和Intel Xeon Platinum 8280的性能对比中,是前者的1.04倍,后者的2.23倍。

功耗方面,Ampere Altra每瓦特的性能分别是AMD EPYC 7702的1.14倍、Intel Xeon Platinum 8276的2.11倍。随着数据中心容量的不断扩大,以及向边缘的扩展,对于一些注重能耗的应用,如Web应用、存储、云游戏、边缘云等,Ampere Altra都是理想选择。

使用Ampere Altra处理器,单机架可部署3500多个内核,单机架内核密度比AMD EPYC 7702高38%,比Intel Xeon Platinum 8276高173%;单机架性能比AMD EPYC 7702高13%,比Intel Xeon Platinum 8276高120%。也正是如此,它能够以更高的密度实现更大的机架容量,总体应用成本TCO更低。

据透露,基于Ampere Altra的单路服务器与双路服务器平台现已向全球客户发货,其中包括全球顶级云服务提供商,微软和Oracle都在已公开的名单之列。

Arm架构大举进军服务器是好时机吗?

近十几年来,试图通过Arm架构进军服务器的厂商不在少数,命运各不相同,目前仍未撼动大局。面对云计算催生下愈演愈烈的竞争,现在是好时机吗?

Jeff Wittich的答案是恰逢其时,其信心源于两方面,一是自身产品的性能,二是Arm软件生态在数据中心的成熟。相对于x86架构,精简指令集(RISC)功耗更低,整体效率更高。现在已有约1200亿的Arm设备部署在移动端、IoT终端和消费电子领域等,生态系统庞大。而在服务器领域,Arm生态系统在过去几年也大幅成熟,所有大型操作系统Linux、BSD、windows都能够支持;容器化,包括虚拟化工具如docker、vmware、KVM和kubernetes都可以在Arm架构上进行支持;包括CUDA、Java等语言都能兼容。

Ampere还在2018年加入了绿色计算产业联盟(OpenGCC),其董事长兼CEO Renee James担任该联盟副理事长。希望能与联盟共同建立开源软硬件开发社区,以便在超大规模数据中心方面开展更加开放、环保的实施项目。

除了生态建设,产品保持迭代和更新的节奏也非常重要。据了解,Ampere的计划是每年一款新产品,预计2021年推出Mystique,核数更多,性能更高;2022年推出Siryn,在内核数量、性能、功耗方面会优于前两款产品,会包括更多基于云的设计特点。

云计算处理器新江湖

服务器处理器芯片一方面需要长期的技术投入,另一方面离不开软硬件生态系统的广泛支持。这是横亘在后来者面前的两座大山。强如AMD卷土重来的势头,在Intel的霸主地位面前,短时期内也只能微幅成长。根据调研机构Mercury Research最新数据,2019年第四季度的x86服务器市场,Intel份额从一年前的96.8%微跌至95.5%,AMD从3.2%增长到4.5%。

除了x86架构之上Intel与AMD的近身互搏,x86之外,Arm架构一直是一个独特的存在。它在嵌入式移动端的足够成功,吸引了前仆后继的玩家试图通过它在服务器市场大展拳脚,其中不乏高通、三星这样的国际大厂。国内厂商方面,从基于Arm架构的具体部署和业务进展来看,飞腾发展较早,产品和生态布局进展较好;此外还有华为,正在通过全生态体系和产业链的整合能力高歌猛进。

市场格局在微妙生变中,而云计算在加速激荡原有的格局。当前解决方案性能、能效的复合年增长率已显著放缓,数据中心的能耗和可持续发展问题也已成为全球关注的焦点。这都直接指向需要高性能且高能效的处理器。

Arm架构在服务器市场进入了关键时期。一方面,IoT将是云计算未来的重要增长点,而这是其优势领域,也是Arm处理器芯片可以充分发挥价值的空间;另一方面,5G落地将对云计算产业链和服务器环节影响深远,基于5G的AIoT生态才是真正意义上的变革,诸多创新场景带来的海量数据计算、存储需求将孕育庞大的云服务市场,也对基础计算架构产生了真正的多元化的需求。是否恰逢其时,市场会给出答案,不过,这是一场马拉松。


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