Cortex-A15 MPCore

2011年10月底，ARM向外界公布了最新處理器規(guī)格ARMv8架構(gòu)，這是首款64位ARM處理器架構(gòu)，ARMv8架構(gòu)不僅將高功耗效率的64位計(jì)算的優(yōu)勢(shì)引入諸如服務(wù)器和高性能計(jì)算新應(yīng)用領(lǐng)域，也為現(xiàn)有的軟件提供向后兼容和移植能力。

ARMv8架構(gòu)

ARMv8架構(gòu)包含兩個(gè)執(zhí)行狀態(tài)，AArch32和AArch64。在AArch32狀態(tài)下支持現(xiàn)有的32位的ARM指令集，而AArch64則引入了一個(gè)全新64位處理技術(shù)的指令集A64。

ARM預(yù)計(jì)將在2012年推出基于ARMv8架構(gòu)的處理器，而面向消費(fèi)者和企業(yè)的樣機(jī)預(yù)計(jì)在2014年面市。

ARM CoreLink系統(tǒng)IP使用較低的延遲、較低功率的互連、多通道內(nèi)存控制器，釋放高性能ARM Cortex處理器的潛力，并實(shí)現(xiàn)一致的虛擬化SoC設(shè)計(jì)，以輕松支持多個(gè)軟件領(lǐng)域。相比之前上代CCI-400最多支持八個(gè)核芯，CoreLink CCN-504最多支持16個(gè)核芯。

CoreLink CCN-504

此次公開的ARM的CoreLink CCN-504 Cache Coherent Network(緩存連接網(wǎng)絡(luò)技術(shù))，為服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的企業(yè)應(yīng)用提供了最優(yōu)化的系統(tǒng)架構(gòu)解決方案。能夠應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)中心未來10年到15年內(nèi)對(duì)高能源利用率的要求。

A15

CoreLink CCN-504最大1TB/s的系統(tǒng)帶寬，對(duì)采用Cortex-A15 MPCore處理器以及未來64位處理器的開發(fā)設(shè)計(jì)者來說，意味著更優(yōu)化多核芯處理器企業(yè)解決方案。

CoreLink CCN-504是該系列的首個(gè)版本，能夠優(yōu)化ARM Cortex系列處理器，支持現(xiàn)有的高端Cortex-A15 MPCore處理器以及未來的64位的ARMv8架構(gòu)處理器，在提高能源效率上也有所提升。

CoreLink CCN-504

此外CoreLink CCN-504集成了16M的3級(jí)緩存，能夠提升工作負(fù)載能力。而且支持DDR3以及未來的DDR4內(nèi)存，CoreLink CCN-504集成了DMC-520動(dòng)態(tài)內(nèi)存控制器，CoreLink DMC-520 提供了高速的內(nèi)存接口，支持DDR3、DDR3L以及DDR4動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)。一些企業(yè)RAS特性的技術(shù)例如ECC for x72 DRAM、TrustZone、End to End QoS也集成在里面。

ARM進(jìn)軍服務(wù)器腳步

ARM作為蘋果、Acorn、VLSI、Technology等公司的合資企業(yè)，其本身并不生產(chǎn)芯片，只將芯片技術(shù)授權(quán)轉(zhuǎn)讓給其他廠商，但是ARM在移動(dòng)智能芯片市場的占有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)，近年來隨著智能手機(jī)以及平板電腦的走紅，ARM也從名不見經(jīng)傳到為數(shù)碼愛好者所熟悉。不過現(xiàn)在ARM不僅僅是滿足于手機(jī)及平板電腦市場，對(duì)于PC以及服務(wù)器領(lǐng)域也是虎視眈眈，試圖與英特爾一較高下。

于是在2011年11月初，ARM CEO沃倫·伊斯特(Warren East)在英國接受采訪時(shí)表示，由于ARM在移動(dòng)智能芯片市場處于優(yōu)勢(shì)，未來Intel公司或許只能扮演小角色，在夾縫中尋求生存。為何伊斯特有如次驚人的言論，讓我們看看ARM進(jìn)軍服務(wù)器領(lǐng)域的腳步就知道了。

EnergyCore

ARM作為智能移動(dòng)芯片市場的領(lǐng)導(dǎo)者，對(duì)于服務(wù)器領(lǐng)域也是虎視眈眈，在2011年11月3日，Calxeda發(fā)布了首款基于ARM架構(gòu)的服務(wù)器芯片EnergyCore。

ARM架構(gòu)的服務(wù)器芯片EnergyCore

雖然應(yīng)用到更為高端的服務(wù)器領(lǐng)域，ARM芯片還是繼承了節(jié)能的特點(diǎn)，EnergyCore最多可配有四個(gè)ARM Cortex-A9核芯，EnergyCore每個(gè)核芯的主頻為1.1至1.4GHz，各自擁有32KB一級(jí)指令緩存和32KB的一級(jí)數(shù)據(jù)緩存。四個(gè)核芯共享4MB ECC二級(jí)緩存。每個(gè)EnergyCore單核最低功耗僅為1.5瓦，一個(gè)四核芯的EnergyCore處理器耗能低于5瓦。

這邊ARM高調(diào)進(jìn)軍服務(wù)器，而在另外一邊服務(wù)器廠商對(duì)于ARM的態(tài)度又是如何呢，或許前面兩家公司在服務(wù)器領(lǐng)域影響力還不都大，不足以體現(xiàn)ARM在服務(wù)器領(lǐng)域上的發(fā)展?jié)摿?。那么接下來就來看看服?wù)器市場排名前三中的兩家對(duì)于ARM架構(gòu)處理器的態(tài)度。

作為首款A(yù)RM架構(gòu)服務(wù)器CPU的EnergyCore，在其公布前，就傳出消息被惠普應(yīng)用。去年10月底相關(guān)國外媒體報(bào)道，惠普將在服務(wù)器中采用ARM架構(gòu)的處理器。而且是Calxeda專門為其設(shè)計(jì)的處理器。

EnergyCore處理器

而在Calxeda正式公布EnergyCore的同一天，惠普對(duì)外正式宣布將推出運(yùn)行ARM架構(gòu)的低耗能服務(wù)器?；萜招Q通過采用ARM架構(gòu)的處理器，將實(shí)現(xiàn)節(jié)省89%能源和94%的空間，并且費(fèi)用也可降低至采用傳統(tǒng)服務(wù)器系統(tǒng)的63%。

ARM在服務(wù)器的優(yōu)勢(shì)

ARM在服務(wù)器處理器市場的優(yōu)勢(shì)，在于高功耗效率的能源利用。ARM架構(gòu)處理器一直以來都是憑借這一優(yōu)勢(shì)占據(jù)移動(dòng)設(shè)備的大部分市場，現(xiàn)在ARMv8將這一優(yōu)勢(shì)引入到服務(wù)器和高性能計(jì)算領(lǐng)域。

2012年最新的ARM架構(gòu)的EnergyCore ECX-1000的服務(wù)器處理器，與英特爾服務(wù)器處理器E3-1240對(duì)比測(cè)試，其節(jié)能性的特點(diǎn)較為突出。從上圖Calxeda給出的測(cè)試結(jié)果對(duì)比可以看出，每瓦特性能上，EnergyCore ECX-1000是英特爾E3-1240的15倍在每瓦特性能上，是英特爾的15倍。

ARM對(duì)比英特爾

在今年2月份，惠普稱將在今年第二季度建立一個(gè)實(shí)驗(yàn)室，用于指定的客戶測(cè)試其第一批應(yīng)用ARM處理器的低耗能服務(wù)器產(chǎn)品。早期的客戶將主要是對(duì)于低耗能概念的驗(yàn)證，接觸到的是惠普Redstone新平臺(tái)下低耗能系列服務(wù)器產(chǎn)品。

而在8月底的Hot Chips大會(huì)上，Applied Micro也公布了其64位ARM架構(gòu)服務(wù)器平臺(tái)的產(chǎn)品。

英特爾的應(yīng)對(duì)

面對(duì)ARM的來勢(shì)洶洶，在服務(wù)器領(lǐng)域長期占據(jù)領(lǐng)導(dǎo)地位的英特爾自然是不會(huì)坐以待斃，最新消息稱，英特爾計(jì)劃重新設(shè)計(jì)下一代的Atom處理器，名為“Avoton”的處理器是設(shè)計(jì)應(yīng)用在微服務(wù)器上的下一代Atom處理器，他有著低耗能同時(shí)又有著較高的性能。有媒體報(bào)道，Avoton最高配置有八核心以及每核芯4M的二級(jí)獨(dú)享緩存。

Avoton Atom

英特爾的下一代微服務(wù)器處理器平臺(tái)叫做Edisonville，此外Avoton Atom 的內(nèi)核架構(gòu)是Silvermont，Avoton Atom 作為應(yīng)對(duì)ARM的微服務(wù)器處理器產(chǎn)品，對(duì)比上一代Bordenville平臺(tái)的Centerton Atom，在制程工藝上從32nm改進(jìn)到了22nm。

而在內(nèi)核架構(gòu)上，Avoton采用的Silvermont有望支持亂序處理。從而改變長期以來順序架構(gòu)導(dǎo)致Atom性能低下的問題，但可能只是部分亂序，而不是完全的。

Avoton Atom的核芯數(shù)也會(huì)有所增加，最多會(huì)有八個(gè)核芯。每個(gè)核芯的獨(dú)享二級(jí)緩存至少是1MB，最多會(huì)是4MB。

至于處理器的頻率，Avoton Atom將有可能引入類似Turbo Boost的睿頻加速技術(shù)，能夠暫時(shí)提升部分核心的頻率，預(yù)計(jì)原始主頻最高可達(dá)2.4GHz，主頻加速則是能達(dá)到2.7GHz。

全文總結(jié)：未來服務(wù)器芯片市場發(fā)展的方向，不單單只是性能上的競爭，隨著綠色節(jié)能概念的提出，低耗能成為追逐的新熱點(diǎn)。微服務(wù)器也將在綠色環(huán)保的主題下越來越受關(guān)注，ARM以及長期以來的AMD甚至是其他小型企業(yè)能否抓住機(jī)遇與英特爾一較高下，讓我們拭目以待。

zhaohang