ARM 軟體是挑戰X86的最後瓶頸

2021-06-01 13:41:16 字數 2382 閱讀 1371

有意思的是,儘管intel和ibm在risc-cisc上的爭論持續了很多年,cisc也正在不斷蠶食以ibm為代表的risc低端市場,但時至今日,intel突然轉過頭發現,自己的低端市場也正在遭遇以arm為代表的risc產品侵蝕。

在2023年,dell就已經推出了基於威盛nano晶元的低功耗xs11-vx8伺服器,其體積相當於一塊3.5英吋的硬碟,而且在乙個標準2u機箱內放置12臺這樣的伺服器,單伺服器的滿載功耗在30瓦以內,並在近兩年內出貨5000多套類似的系統。

而facebook在美國奧勒岡州興建新資料中心時,已經開始使用arm架構伺服器,替換傳統的x86產品。

儘管intel在多個場合表示,arm進軍伺服器市場不足為懼,但是現實情況是,在cpu市場,arm已經成為了intel當前最大的競爭對手——先是微軟倒戈,然後自己的鐵桿——dell、hp等都出了低功耗、高密度採用非intel處理器的伺服器,儘管他們在推出產品時都很低調,但arm處理器在執行工作負載時比intel xeon處理器為代表的傳統伺服器晶元具備更快的速度及更高的能效已是不爭的事實。

在arm剛公布的2023年的產品規劃中,cortex-a15處理器將主打無序超標量體系架構管道,浮點計算能力將大大提公升,主頻也將達到2.5ghz。

軟體聯盟副總裁麥克萊溫稱:「我們認為伺服器對於arm來說是個好機會。我們正在計畫將我們這麼多年來從幾種不同生態系統中積累的經驗應用到伺服器系統中」。

arm強勢出擊x86領域

目前,arm公司正在全力尋求軟體**商合作,使其支援arm構架。arm總裁表示,將其低能耗處理器配置到伺服器的計畫需要軟體上的支援。目前,大多數伺服器軟體都是面向x86構架處理器設計的,arm和x86體系架構使用不同的指令集,這些軟體若想要執行在基於arm處理器的伺服器上必須重新編寫。在得到軟體商的支援後,arm將在伺服器市場正面對抗x86構架,無疑是向以英特爾和amd為代表的傳統伺服器宣戰。

麥克萊溫表示,arm已經成立專業團隊突破伺服器領域,arm將廣泛接觸虛擬化軟體製造商和伺服器作業系統生產商來幫助他們編寫針對arm處理器的應用軟體。

實際上,在此之前,arm之前已經和谷歌,蘋果和微軟公司成功的合作開發過諸如android,ios和windows phone 7等移動裝置作業系統。微軟已經明確表示下代的windows作業系統將支援arm構架處理器,而谷歌公司正在針對arm構架處理器研發chrome os作業系統。

在伺服器領域,唯一的問題也許在於32位瓶頸,儘管arm不支援64位定址,物理記憶體也有限。這極大地制約了其在伺服器市場發展的硬傷,但由於很多伺服器上執行的雲應用軟體都是32位的,arm構架在硬體系統上已經能夠滿足市場上大部分伺服器的需求。

軟體也許是arm的最後瓶頸

「64位,糾錯能力,多重並行,超執行緒能力,高度並行的系統基礎架構」,歐德寧飛快的羅列出一長串他認為arm的不足。「所有一切都必須圍繞新的體系架構構建,從歷史經驗來看這是非常困難的」。

能耗低、**便宜,適合大規模部署——就像歐德寧說的那樣——「軟體環境?誰來做編譯呢?誰來修正**呢?誰來完成多執行緒工具?intel有數千名工程師在做這些工作。而他們還得去找這些專業人員。」

戴爾伺服器平台副總裁兼總經理forrest norrod曾對arm評價道:「x86架構的軟體匯入arm架構會面臨時間和成本問題,另外,為新架構轉換**並同時維護兩套不同的軟體是否能夠帶來足夠的利益?」

此外,intel不會坐以待斃。到2023年他們將全面進入22奈米製程時代,並為進展到14奈米製程時代做好準備——這兩個階段的研發將進一步提公升處理器的能耗/效能比。

基於arm架構的伺服器

基於x86架構的伺服器

效能一般高能耗

三十瓦以內

一百瓦以上

**幾百美元左右

一千美元以上

效能/能耗比高一般

效能/**比高一般

軟體的支援

少非常多

適合的負載

少非常多

arm、x86對比

可以看到,目前在軟體方面,雖然linux系統已經能在arm架構上完美的執行起來,但是在所支援程式的數量上面,和x86架構相比,差距還是很大的,特別是無法很好地支援中小企業常用的windows server系列;而在記憶體方面,由於現有的arm架構對大容量的記憶體支援不佳,一般很難看到能支援2g以上記憶體的arm晶元,更別說伺服器方面常見的4g以上記憶體;再有,在設計方面,著名雲計算專家james hamilton認為,雖然arm架構在atom晶元不支援的ecc記憶體方面有不錯的支援,但是在晶元層不支援一致性快取(cache conherent)並缺少乙個優秀的記憶體控制器,使得arm晶元無法像最新的nehalem晶元那樣近乎完美的應對基於伺服器的應用。

但不管怎樣,arm的強勢表現將極大推動英特爾和amd轉變自身方式。

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