在LinuxCon 2014上，讓我們可以預(yù)見到ARM處理器架構(gòu)——世界各地小型設(shè)備制造商們深愛的ARM處理器架構(gòu)——將會出現(xiàn)在服務(wù)器世界里。但是在ARM服務(wù)器能夠量產(chǎn)之前，專門針對數(shù)據(jù)中心的、標(biāo)準(zhǔn)的硬件平臺是必需的。

所以企業(yè)Linux 巨頭Red Hat 的首席ARM架構(gòu)師Jon Masters在星期四芝加哥召開的LinuxCon 2014大會上談?wù)摿诉@個(gè)話題。

Red Hat和其他組織——最有名的是Linaro集團(tuán)，Red Hat也是其中的成員之一——多年來一直在努力讓Linux為ARM服務(wù)器做好準(zhǔn)備，反過來也是一樣。但是Masters認(rèn)為，要說服硬件廠商，讓他們相信對ARM在移動設(shè)備上有用的東西對于數(shù)據(jù)中心并不適用。

Masters表示，“很多早期的服務(wù)器——不僅僅是ARM，還有其他的架構(gòu)——利用了我稱之為嵌入式的思維方式。”他表示，“所以我仍然親切地將它們稱之為‘嵌入式動物園’，它真正地被用于手機(jī)和服務(wù)器的設(shè)計(jì)理念之中。”

這并不是說Masters認(rèn)為手機(jī)廠商制造自己設(shè)備的方法有什么不對。他承認(rèn)，蘋果和大量安卓手機(jī)制造商將嵌入式設(shè)計(jì)理念運(yùn)用得非常好。

但是這些努力之所以能夠成功，很大程度上是因?yàn)橹悄苁謾C(jī)廠商建設(shè)了自己的工具包，所以軟件是“焊接”到硬件上，作為一個(gè)完全集成的系統(tǒng)。無論他們使用的是現(xiàn)成的ARM系統(tǒng)級芯片組件，還是創(chuàng)建自己的芯片——就像蘋果和三星的做法一樣——他們生產(chǎn)的每一臺設(shè)備上的軟件通常都會針對自己特定的硬件做無數(shù)的適應(yīng)性調(diào)整。

為數(shù)據(jù)中心重塑系統(tǒng)級芯片(SoCs)

Masters表示，高集成度、省電的系統(tǒng)級芯片(SoCs)概念對于數(shù)據(jù)中心來說也可以是一個(gè)巨大的福音。但是由于每個(gè)芯片制造商都按照完全不同的規(guī)格設(shè)計(jì)自己的系統(tǒng)級芯片，這是他們在嵌入式市場中的做事方式，但是這種方式對于服務(wù)器來說可不是什么好事。

他解釋說，“通用計(jì)算平臺和嵌入式系統(tǒng)不同。”他表示，“軟件并不是和硬件一起交付的。它們并沒有集成在一起。人們從自己選擇的廠商那里購買硬件，然后他們再另選廠商購買操作系統(tǒng)，他們需要這種方式。”

在這里，我們討論的也并不僅僅是在Linux和其他一些操作系統(tǒng)之中進(jìn)行選擇。當(dāng)今的IT管理員們購買服務(wù)器的時(shí)候，如果他們喜歡，他們就會希望清掉系統(tǒng)自帶的Linux版本，然后換上另外一個(gè)。然而針對嵌入式市場設(shè)計(jì)的ARM SoCs無法提供這種保障。

Masters表示，“例如，這里沒有標(biāo)準(zhǔn)會告訴你，‘系統(tǒng)究竟會如何啟動，你如何才能找到內(nèi)核’。”他表示，“‘Not’在這塊板子上是去那里，在那塊板子上又通向另一個(gè)方向，但是有一種方式可以做到這一點(diǎn)。不過在這些嵌入式科技中并沒有這樣的方法。”

Masters也不相信針對嵌入式市場開發(fā)的軟件解決方案——例如Device Tree和U-Boot通用引導(dǎo)程序——能夠適用于服務(wù)器。它們根本就無法在硬件之上提供足夠的抽象，讓管理員能夠以可交換的方式對待ARM服務(wù)器，這正是管理員們對待現(xiàn)有x86設(shè)備的方式。

Masters表示，“我們需要的是標(biāo)準(zhǔn)化的硬件設(shè)備。為了引導(dǎo)我們正在使用的系統(tǒng)，我們必須有一定程度的標(biāo)準(zhǔn)化，如果連接服務(wù)器上的一個(gè)串口存在著二十種不同的可能，這就是個(gè)問題。”

ARM進(jìn)階

幸運(yùn)的是，沒有人比ARM自己對這些問題理解得更深刻了——也沒有一家公司能夠通過ARM兼容處理器進(jìn)入企業(yè)數(shù)據(jù)中心市場獲得更多的既得利益。

英國半導(dǎo)體設(shè)計(jì)企業(yè)Cambridge第一次大舉進(jìn)攻服務(wù)器市場是在2011年推出了64位的ARMv8-A架構(gòu)。雖然一些硬件制造商很早就看到了數(shù)據(jù)中心的機(jī)會，并且嘗試推出32位的ARM服務(wù)器——特別是現(xiàn)在已經(jīng)解散了的Calxeda——但是那些設(shè)計(jì)從來都沒有取得多少效果，而Masters在LinuxCon大會上說的很清楚，Red Hat至少“沒有在32位ARM領(lǐng)域做什么嘗試，而且到現(xiàn)在為止也不認(rèn)為有什么必要這樣做。”

最近，為了滿足系統(tǒng)集成商在使用ARMv8-A方面的需求，ARM開發(fā)了兩個(gè)新的平臺標(biāo)準(zhǔn)，這一工作得到了Linaro的配合，Linaro是一家主流的Linux廠商，也是硬件合作伙伴。

第一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是SBSA(Server Base System Architecture)，它描述了ARM系統(tǒng)啟動所需要的最小硬件設(shè)備。SBSA規(guī)范最初是于一月份在Open Compute Project峰會上發(fā)布的，其后迅速得到了全行業(yè)的支持。

第二個(gè)也是更新的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)——是于本周二首次發(fā)布的，就在LinuxCon大會之前——是SBBR(Server Base Boot Requirements)，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)描述了一個(gè)ARM服務(wù)器系統(tǒng)應(yīng)該如何啟動。

SBBR要求硬件符合兩個(gè)早期標(biāo)準(zhǔn)的最新版本：UEFI(Unified Extensible Firmware Interface)2.4及其相關(guān)規(guī)范以及ACPI(Advanced Configuration and Power Interface)5.1

Masters表示，“運(yùn)行在UEFI平臺上的軟件有望得到一些功能。”他解釋說，“例如，安裝操作系統(tǒng)內(nèi)核的標(biāo)準(zhǔn)方式，獲得特定運(yùn)行時(shí)服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)方式，就好像是一天里的時(shí)間。我不必在我的平臺上有一個(gè)特定的、針對這個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘的驅(qū)動，因?yàn)槲矣幸粋�(gè)UEFI RTC驅(qū)動，這就可以了。”

同樣，強(qiáng)制要求支持ACPI將芯片制造廠商能夠設(shè)計(jì)的系統(tǒng)級芯片的種類限制在了適合通用計(jì)算的范圍內(nèi)。

Masters表示，“同樣，ACPI不允許極端復(fù)雜的嵌入式平臺。對于任何一臺嵌入式設(shè)備我都不建議這么做。它明確地告訴你，你不能采用某種設(shè)計(jì)理念。它編寫的目標(biāo)是服務(wù)器。”

ACPI在交換中提供什么?這位來自Red Hat的男人說，是平臺的抽象形式。操作系統(tǒng)內(nèi)核不需要被告知如何初始化特定硬件平臺上的每一個(gè)功能，也不需要知道用來訪問它們的存儲地址。例如，內(nèi)核可以依賴適當(dāng)?shù)腁CPI功能打開串口。

那么，什么時(shí)候呢?

即使有了這些標(biāo)準(zhǔn)，服務(wù)器制造商仍然需要用一種讓操作系統(tǒng)廠商能夠使用的方式來實(shí)現(xiàn)它們。為了幫助它的硬件合作伙伴提供可行的設(shè)計(jì)，Red Hat在七月份推出了它的ARM Partner Early Access Program，在這個(gè)計(jì)劃中的廠商可以了解到這家公司認(rèn)為針對ARM的企業(yè)Linux解決方案應(yīng)該是什么樣子的，而且是在它還在完善自己代碼的過程中就開始了解了。

Masters表示，“我們和很多這樣的廠商合作，共同審查驅(qū)動，并且提前進(jìn)行討論，確保他們能夠正確進(jìn)行。”

那么，這位Red Hat的首席ARM架構(gòu)師認(rèn)為今天的硬件廠商中，誰做了正確的事呢?也許并不令人吃驚，在LinuxCon大會上，他特別提到了AMD的“Seattle”系統(tǒng)級芯片，這款芯片是AMD在這個(gè)月早些時(shí)候舉辦的Hot Chips大會上正式發(fā)布的，Masters表示這就是“用完全正確的方式做正確的事。”

Masters表示，“它是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的、服務(wù)器級的系統(tǒng)級芯片。它遵循了AMD通過x86了解到的所有的服務(wù)器設(shè)計(jì)理念，它還采納了這個(gè)行業(yè)在過去三年里提出的各種各樣的建議和指點(diǎn)。這是一個(gè)非常、非常好的設(shè)計(jì)。”

但是只有現(xiàn)在，全行業(yè)的ARM服務(wù)器工作才開始走向成熟，AMD公司已經(jīng)能夠生產(chǎn)出這種品質(zhì)的產(chǎn)品。例如德克薩斯州奧斯汀的Calxeda公司開發(fā)了最早的ARM數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品，但是這家公司在十二月停業(yè)了——沒有享受到AMD目前擁有的“后發(fā)優(yōu)勢”。

Masters表示，“Calxeda的那幫家伙真的是非常棒的人，做出了出色的工作。我認(rèn)為他們的問題是過早地進(jìn)入了一個(gè)新市場。”他說，“你可以早點(diǎn)來參加聚會，你也可以按時(shí)到，你也可以遲到。如果你到的時(shí)候看到?jīng)]有人在，那么就有問題了。我認(rèn)為他們的時(shí)機(jī)把握的不對。”

按照最新的估計(jì)，合適的時(shí)間將從今年晚些時(shí)候開始，ARM服務(wù)器將在2015年年末成為主流。