为应用而生 AMD描绘异构未来

  科技迅猛发展,在生活和工作中,我们每个人都曾经历过技术所带来的翻天覆地的变化。而回眸这些变革,他们往往是从一些很小的地方,悄无声息、毫无征兆的开始,然后迅速席卷了一切。而现在,又一次技术变革正在悄然酝酿。

  移动互联网、物联网、大数据、社交……这些新技术为企业带来了更广阔的空间,同时也对企业IT基础设施提出了更复杂、更多样性的需求。而数据中心作为这些需求的最终承载者也面临着更大的挑战。

  过去的数据中心为了降低成本和运维难度,往往采用统一的计算架构,并通过软件来实现不同的功能和应用。用软件定义功能和应用在应用种类单一的过去的确是一种不错的折中方法,软件定义能够帮助企业在硬件成本和功能实现之间取得不错的平衡。但在需求种类多样化的今天,单一计算架构的数据中心却为了应付不同的软件和应用而显出疲态,越来越多的性能被浪费在了低效率的软件定义上。现在,是时候为数据中心引入新的计算架构了,而从目前的市场情况来看,x86+ARM+GPGPU组合所代表的异构计算系统是我们最好的选择。

  ARM新机遇

  智能终端的火爆把ARM这家曾经名不见经传的小公司推到了台前,其开放的架构一下子吸引了整个IT行业的目光。而在企业级应用中,ARM开放的特性也为数据中心应对新应用提供了一条新思路。

  AMD在企业级硬件领域有着深厚的积累,皓龙系列处理器也是全球众多数据中心的理想选择。而为了从根本上解决数据中心硬件架构灵活性差的弊端,AMD的首款ARM架构处理器——AMD Opteron A系列处理器。

  ARMv8指令集、A57架构、8核心、4MB二级缓存,8MB三级缓存,64bit寻址、DDR4内存支持、双通道ECC……从规格上看,AMD Opteron A系列已经不输于任何一款中低端x86处理器,不过其27×27mm的身材和不到20W的功耗却是任何一款企业级处理器都难以企及的高度。

  AMD Opteron A系列的优势在于以最小的功耗和空间占用为用户提供最多的计算核心和最高计算密度。这对于强调并行计算的场景来说非常重要,而并行计算正是很多大数据和高性能计算应用最核心的需求所在。而AMD还计划在明年启动SkyBridge计划,打造一款ARM架构CPU+GCN架构GPU和全新安全机制的CPU,更不可思议的是这颗CPU在针脚上将与传统x86处理器相兼容。而AMD为SkyBridge计划所代表的新生态系统也取了一个非常贴切的名字——双架构计算。

  从实际应用角度来看,引入AMD Opteron A系列所代表的新架构,数据中心所付出在有限的硬件、空间和能耗成本之后就能够大幅提升并行计算能力,这笔帐怎么看都是相当划算的。当然,如果考虑到ARM架构本身在企业级光明的前途的话,引入AMD Opteron A系列就更是当前数据中心从架构层面提升灵活性的首选。

  X86进化的全新方向

  与ARM新架构相对,AMD在传统x86架构上也引入了全新的硬件机制,而这便是APU。

  经过几十年的发展,x86处理器在可用性、安全性、指令集方面都取得了长足的发展。但如果说x86处理器还有什么短板的话,那便是浮点计算性能了。

  针对整数指令处理而生的x86处理器的核心目的还是为了执行指令或代码,而高精度计算并非现今x86架构的强项,这一点从超算排行榜前十名的处理器架构中就可略窥一二。但在强调计算的今天,浮点能力同样是衡量数据中心性能的核心指标。因此GPGPU的加入势在必行。

  不过对于传统数据中心来说,GPGPU的应用并非一马平川。服务器设计、散热、能耗等众多因素都是数据中心在提升计算能力方面要迈过的门槛。现实的残酷甚至令很多服务器供应商针对GPGPU应用而专门推出内部空间更大、功能能力更强、散热更好的产品。

  服务器供应商的能力只能到此为止,而作为上游厂商,AMD的策略显然更为实用。X86+GPU结合而生的AMD Opteron X系列处理器正是传统数据中心提升计算性能的终极解决方案,当然,AMD Opteron X还有一个更熟悉的名称——APU。

  通过将x86和GPU封装在一起并解决高速总线、内存寻址和一致性等问题之后,APU为数据中心带来了两次融合。从技术角度来看,APU为我们带来的是GPGPU和统一寻址;从架构的角度来看,APU带来的则是专用处理器和通用处理器的融合以及两大内存系统的融合;而从应用角度来看,APU则意味着几乎所有计算类应用都出现了一种更简单、更低成本的选择。而这种专用系统和通用系统的融合正是数据中心在面对新一代应用中所需要的。