這個能革命的東西,叫做SOC。當前主流的服務器平臺上,每一個CPU的背后都是一堆堆的IO芯片、擴展接口做支持,這嚴重妨礙的運算密度的提升。在這樣的平臺上,單位體積內能夠容納的芯片規(guī)模是極大限制的,因此只能最大限度的提升單節(jié)點運算性能。如果將整個主板上的芯片全部進行簡化,節(jié)省出來的空間全部用來安置運算單元,哪怕是性能差一點的,只要密度夠大,說不定也可以全面提升性能。而對于ARM來說,由于長期在移動終端領域耕耘,因此芯片的小型化、低功耗化、集成化是與生俱來的。似乎ARM具備了未來高性能服務器想要的所有元素?
不過ARM真的是救世主嗎?雖然此前的一些宣傳渠道刻意進行描述,然而在現(xiàn)實中迎來的ARM似乎和描述有一定差距。目前還缺乏ARM在服務器應用方面的數(shù)據(jù),不過ARM與Intel之間的競爭發(fā)生在兩個領域,分別是ARM將要進入的服務器領域和Intel將要進入的移動終端領域。恰巧這兩個領域都在集中關注兩個關鍵詞,第一個關鍵詞叫運算性能,第二個關鍵詞叫功耗。如果將視角從移動終端領域切入,也許能夠分析出ARM在服務器領域的發(fā)展前景。
ARM平臺的處理器目前主流架構為Cortex A9和Cortex A15兩種,另外還有來自高通的Krait架構,根據(jù)資料顯示這種架構與Cortex A15完全兼容。目前ARM陣營中的主力產品之一就是高通APQ8064,這款移動處理器為四核心設計,并且已經被許多新手機以及移動終端所采用。
Intel的移動平臺解決方案來自SOC化的ATOM。即在ATOM處理器的基礎上,整合了圖形核心、視頻解碼核心、內存控 制器、顯示輸出控制器、音頻加速模塊、攝像頭控制器、存儲控制器以及各種輸入輸出模塊等眾多組件。在2012年初,專門針對移動平臺發(fā)布了ATOM Z2460處理器,這款處理器核心代號為“Medfield”,具備了ATOM處理器的大部分特性,甚至連其劣勢之一的不支持亂序執(zhí)行“OoO:Out of Order”也繼承了下來。在2013年初,Intel將兩個Medfield整合成為雙核SOC,命名為ATOM Z2580。
因此移動領域,Cortex A15與全新的ATOM直接形成了競爭關系。在CES上,不但有ATOM Z2580的手機實物展示,甚至連測試成績都被發(fā)布出來。根據(jù)測試成績來看,Z2580的性能遠遠超過了目前主流的高通四核APQ8064,超越幅度為10%,同時有新聞顯示,基于Z2580的聯(lián)想K900最終測試成績將沖擊30000分。
將兩個平臺延伸到服務器領域,就是我們關注的另外兩個產品:即將上市的Cortex A50處理器以及即將上市的代號為“Avoton”的Intel ATOM處理器。由于兩款產品都停留于紙面階段,因此無法進行實際的測試對比。但ARM在介紹Cortex A50架構的產品時,曾經貼出這樣一張圖。
這張圖意在指明下一代高端平臺Cortex A57與當前Cortex A15之間的性能差距,由于前面有了ATOM Z2580與APQ8064的實際對比,因此對原本處于不同領域的產品也就有了分析的余地。
結合兩張圖來看,目前“還有提升空間”的Z2580與Krait平臺的旗艦產品APQ8064之間有超過10%的性能領先幅度,而Cortex A57與A15架構的產品之間有大約20%的領先幅度。從這種對比上可以理解Cortex A57是占有一定優(yōu)勢的。但是服務器版Cortex A57的上市時間是2014年,屆時會被兩種服務器ATOM“夾擊”:2013年下半年上市的Avoton ATOM和2014年的Silvermont ATOM,支持雙通道內存,內置20個PCIE通道,帶有睿頻技術,Silvermont支持亂序執(zhí)行。如果跨過所處的行業(yè)限制,純粹在數(shù)字上將 Avoton與Z2580相比,核心數(shù)增加到四倍(8核心),頻率增加20%到35%(主頻2.4GHz,睿頻2.7GHz)。在這樣的產品面前 Cortex A57還有優(yōu)勢嗎?并且ARM必須面對移動平臺也要受到四核心Avoton侵蝕的問題。
ARM挺近服務器領域的另一個可能的優(yōu)勢,就是功耗。因為X86服務器的功耗巨大,而且在類似數(shù)據(jù)中心這樣的大規(guī)模應用領域,一個廣泛的認識就是單節(jié)點性能高不如規(guī)模足夠大,在同樣的投資規(guī)模下,如果大量使用低功耗處理器堆積節(jié)點數(shù)量,可以獲得性能更好的解決方案。偏偏X86就是單節(jié)點性能高的產品。因此ARM認為自己就是那個適合以節(jié)點數(shù)量戰(zhàn)勝現(xiàn)有解決方案的替代品。
然而如今Intel也在低功耗產品上發(fā)力,而且SOC化的ATOM處理器看起來也像是能做多節(jié)點運算的產品。比如Avoton ATOM,除了處理器之外,還整合了雙通道內存控制器、SATA控制器、USB控制器,16條PCIE通道、四路千兆以太網控制器、HD3000級別顯示核心等。也就是說單個處理器就可以搭建成一個小型運算平臺,并且PCIE通道很容易成為多節(jié)點之間的連接通道,這樣也就便于服務器廠商設計出節(jié)點密度極高的多節(jié)點服務器。
說到這,核心思想就是原本ARM Cortex A50能做的事情,通過Intel Avoton一整合,如今ATOM也完全能做了。而且如果拼運算性能和整合度的話,ATOM可能還占有一些優(yōu)勢。
性能、方案方面都缺少優(yōu)勢了,那ARM能夠依靠功耗獲得獨特的競爭力嗎?在服務器領域沒有測試數(shù)據(jù)的情況下,我們依然只能搬來移動平臺的一些數(shù)據(jù)作為參考。這次是典型的Cortex A15架構、Krait架構、Clover Trail ATOM之間進行比較,分別是Tegra 3平臺、APQ8064平臺以及ATOM Z2760平臺。
從待機功耗上看,兩款ARM平臺差距在伯仲之間,Atom Z2760平臺具備了明顯的功耗優(yōu)勢。
而在跑SunSpider測試期間,三者的滿載功耗有一些區(qū)分,Z2760處于中間水平。但是測試時間上有所不同。由于ATOM具備了更優(yōu)秀的運算性能,因此最早回到待機狀態(tài),架構相對落后、僅能運行異步多核模式的高通APQ8064平臺滿載時間最長。
如果服務器領域,ARM寄予厚望的Cortex A50也是這樣結果的話,那么可以說與X86相比毫無優(yōu)勢。不但在絕對的功耗比較上根本拉不開差距,而且由于滿載時間會更長,即使有微弱的優(yōu)勢也會因為實際運行中長期滿載而被逆轉。
傳統(tǒng)的服務器產品,功耗動輒數(shù)百瓦,如果說有類似ARM這樣的SOC方案能夠搭建高密度服務器,也許ARM真的能做到以量取勝?,F(xiàn)在看起來 ARM進軍服務器領域的舉動,應該就是以此為出發(fā)點。但是ARM Cortex A50的發(fā)布時間是在2012年12月,此前Intel就已經有了Moorestown、medfield、oak trail、Clover Trail等一代代逐步SOC化的ATOM出現(xiàn),顯然對于ARM來說,無論是產品的進化幅度還是整體戰(zhàn)略,都已經慢了。