颠覆和突破:AMD ARM启征程

  阿基米德曾说,给我一个支点,我可以撬起地球;而今,只需一个契机,ARM将颠覆数据中心。

  数年前,如果说ARM将成为数据中心的颠覆力量,无数人将对此嗤之以鼻,即便是在移动端风生水起,ARM这个小家伙又怎能承担起数据中心的繁重负载?而今,随着全球首款64位ARM服务器处理器的临近,人们已经不再怀疑ARM入主数据中心的实力,ARM将为数据中心带来全新的轻量化应用风潮。

  从机械时代到电子时代的转变造就了IBM,从主机时代到个人电脑时代的转变造就了苹果和微软,从Web 1.0时代到社交网络时代的转变造就了Facebook——当我们回顾IT工业史,不难发现这些领导者的成功之处在于扣住了时代的脉搏,如今,一个新时代的来临,又将ARM推到了潮头之上。

  大数据开启ARM新机会

  我们正在走向一个“大数据”的时代:移动互联技术、云计算快速发展,负载变得越来越复杂,PC、笔记本、平板、智能手机,各式各样的终端设备每天都在产生着大量的不同类型的数据,文字、图片、语音、视频…在接下来的八年,预计全球将有20亿的人接入互联网,到2020年,全球数据将增长到34ZB,这比人类历史上产生的所有数据都要多。

  这个时代的另一个变化是几乎所有的这些数据都要进入数据中心,这给数据中心的响应能力、空间、能耗带来前所未有的挑战。比如搜索,当百万级的用户同时发出需求由数据中心来响应,数据中心需要在很短的时间内同时、同步来响应,这就可能导致传统数据中心达到功耗上限,或者难于处理这种海量小工作负荷的工作需求而响应缓慢。

  实际上这些负载并不复杂,比如Web、搜索、大数据分析等,但如果大量的轻负载并发,数据中心所需要处理的负载就非常惊人了。于是,大数据时代的数据中心在寻求一种能够以较低的功耗有效处理大量并行化、轻量化负载的方法,而ARM处理器所具备的的多核心、高并行、低功耗的特性正好满足了数据中心的这种新需求。

  自2010年起,ARM将进入数据中心领域的消息多了起来,不过,起初的消息还是捕风捉影,更多的还是分析师们的预测。随后,Facebook等大型互联网厂商开始定制ARM服务器、Marvel等芯片开始ARM服务器芯片的研发、戴尔和惠普等服务器制造商开始测试ARM服务器,让ARM进军数据中心的路线逐渐清晰了起来;2012年10月,AMD发布重磅消息,宣布将推出64位ARM服务器芯片,自此,ARM明确表现出了对数据中心的野心,即将对x86展开攻势。

  32位ARM面临难题

  尽管众望所归,ARM的数据中心征程并非是一帆风顺。

  目前来看,即使ARM对数据中心雄心勃勃,但真要实现大范围应用还要迈过“三座大山”。首先,直到现在ARM还仅基于32位架构,但如今大多数服务器应用都已经转向64位,比如Hadoop,32位ARM已经落后于时代;ARM缺乏软件支持,尽管ARM已经支持Linux系统,但支持的应用软件有限;ARM还缺乏优秀的内存控制器和缓存一致性功能,性能也偏低,还难于应对主流服务器应用。

  故而,虽然数据中心看好ARM、期待ARM,但如今ARM服务器仅仅实现了小范围应用,如Facebook、百度等具有强大研发实力的互联网巨头,普通用户还是难以承担大量的移植和研发工作,也难以承担兼容性带来的风险。

  叫好不叫座,还仅限于32位架构的ARM处于这样一种尴尬的局面。那么,ARM服务器终究会是一种“看上去很美”的东西么?

  笔者并不这么认为。技术的发展总是以需求为导向,强烈的数据中心新需求也足以推动ARM进一步进化。现在ARM所需要的是能够在技术上实现突破、实现64位架构、完善软件环境及生态圈,而这些正是芯片制造商AMD正在从事的事情。

  AMD和它的64位ARM

  AMD在服务器市场有着十余年的经验,并且首先推出了64位的x86处理器,因此它的ARM路线很清晰,并没有将精力耗费在并不符合服务器应用需求的32位ARM架构上,而是稳扎稳打,专注于64位ARM服务器芯片的研发。在64位ARM的诞生过程中,AMD也并不急着做先锋,而是要做出最棒的产品。

  事实上AMD的动作并不慢,在2014年第一个月还没结束,AMD就推出了代号“西雅图”的Opteron A1100处理器,成为全球首家提供64位ARM服务器处理器的公司。“西雅图”基于64位 ARM Cortex-A57架构,采用SoC单芯片设计,具有四个或八个核心,频率超过2GHz,制造工艺28nm,规格上已经全面领先当前的32位ARM芯片。