Arm陣營：做服務(wù)器芯片，我們是認(rèn)真的

自 2011 年以來，多家芯片開發(fā)商先后加入 Arm 服務(wù)器芯片的研發(fā)大營，但幾乎都是高起低落，不見蹤影者居多。Applied Micro 被 Macom 收購拆分；英偉達(dá)、三星、博通終止了相關(guān)業(yè)務(wù)；高通因等多重壓力而被迫放棄服務(wù)器芯片研發(fā)。但是 Arm 陣營在服務(wù)器市場可謂屢戰(zhàn)屢敗，屢敗屢戰(zhàn)。

就在今年 3 月，Ampere 發(fā)布了“首款云原生處理器”Ampere Altra，擁有 80 個(gè) 64 位 Arm 處理器內(nèi)核，性能超越 AMD 和英特爾的同級別產(chǎn)品。不到三個(gè)月，Ampere 又快速進(jìn)行了迭代，披露了 Ampere Altra Max 的信息，該產(chǎn)品將擁有 128 個(gè)內(nèi)核，能夠?yàn)榭蛻籼峁﹥?yōu)化的云計(jì)算處理器，實(shí)現(xiàn)單芯片整體性能以及機(jī)架內(nèi)核部署密度的最大化。

“一年前，Arm 架構(gòu)在服務(wù)器市場的技術(shù)、性能、軟件可能處于劣勢，但現(xiàn)在這些已經(jīng)不是主要問題，未來一兩年，基于 Arm 架構(gòu)的服務(wù)器芯片發(fā)展會非?？臁！盇mpere 產(chǎn)品高級副總裁 Jeff Wittich 在接受與非網(wǎng)采訪時(shí)表示，“我們看到，亞馬遜也基于 Arm 架構(gòu)推出了相關(guān)產(chǎn)品，限制條件沒有了，未來一兩年會有很大的發(fā)展?！?/p>

Ampere 產(chǎn)品高級副總裁 Jeff Wittich

快速迭代升級，不僅高性能而且滿足安全、低功耗

面對未來云原生高性能、高擴(kuò)展性、高能效的三大需求，Ampere Altra Max 處理器的性能進(jìn)一步提升，內(nèi)核由 80 個(gè)提升到 128 個(gè)。Jeff 介紹，采用 Ampere Altra Max 的應(yīng)用將充分發(fā)揮橫向擴(kuò)展和彈性云架構(gòu)優(yōu)勢。它兼容 Ampere 80 核的 Altra 處理器，并支持雙路服務(wù)器平臺。此外，它還將為行業(yè)帶來最高的插槽級性能和 I/O 可擴(kuò)展性。插槽兼容支持 8 路 DDR4-3200 內(nèi)存通道，最多達(dá)到 128 條 PCIE Gen 4 通道。

在高端應(yīng)用中，隨著芯片核數(shù)的增加，功耗也會隨之提高，Ampere 也在想辦法平衡用戶對高性能、低功耗的需求。Jeff 解釋，“我們的策略是給客戶提供多種 SKU 產(chǎn)品，他們具有不同的優(yōu)勢，有的產(chǎn)品主頻更高，性能更好，有的產(chǎn)品功耗表現(xiàn)更好。在實(shí)際應(yīng)用中，有些應(yīng)用更看重低功耗的優(yōu)勢，我們有一款 32 核 CPU，主頻做到 1.7GHz，在不需要風(fēng)扇和冷卻的情況下，功耗最低 45 瓦，主要用于服務(wù)器的邊緣計(jì)算。

隨著全球的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，云上業(yè)務(wù)的安全性也越來越受到關(guān)注，尤其是底層服務(wù)器芯片也容易受到攻擊。在安全方面，Jeff 強(qiáng)調(diào)，“我們的產(chǎn)品符合所有 Arm 在安全方面的標(biāo)準(zhǔn)，而且我們會做安全研發(fā)分析，確保服務(wù)器產(chǎn)品的安全。我們有專門的安全團(tuán)隊(duì)來監(jiān)控產(chǎn)品面臨哪些威脅，并且與整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)以及相關(guān)專家合作，確保我們開發(fā)的處理器避免出現(xiàn)安全漏洞?！?/p>

同樣采用64位內(nèi)核，如何讓性能超越“前賢”？

其實(shí)基于 Arm 做服務(wù)器芯片的公司不在少數(shù)，國內(nèi)外不乏華為、飛騰、亞馬遜等一眾公司，但是能將性能超越英特爾的寥寥無幾。Ampere 的產(chǎn)品如何做到了性能的飛升？Jeff 解釋，“Arm 是最基礎(chǔ)的技術(shù)，不同的 CPU 開發(fā)公司產(chǎn)品的靈活性非常大，不同公司在基于 Arm 開發(fā)產(chǎn)品，靈活性體現(xiàn)有所不同，著力點(diǎn)也不一樣。我們主要側(cè)重云端，增加內(nèi)核數(shù)量，提高效率，保證這些內(nèi)核在應(yīng)用時(shí)保持很高的一致性。”

一般，隨著內(nèi)核的增加，效率隨之提高，但是 AMD、英特爾的產(chǎn)品折損也在隨之增大，Ampere 產(chǎn)品的神奇之處在于，隨著內(nèi)核增多，效率提高，性能呈線性上升。Jeff 介紹，“第一，關(guān)于內(nèi)核技術(shù)包括其所占面積，我們研發(fā)了相關(guān)技術(shù)，選擇合理的性能和合理的功能來保證在同樣預(yù)算條件下實(shí)現(xiàn)內(nèi)核和性能的線性增加。除了核數(shù)增加，性能提高之外，我們還做了很多其他關(guān)于帶寬、網(wǎng)格、延遲、IO 擴(kuò)展、內(nèi)存的優(yōu)化，從而保證內(nèi)核能夠保持高性能運(yùn)行。綜合這些因素，跟競品相比，我們的性能更卓越，可以更好地平衡功耗和性能的關(guān)系?！?/p>

前期“功課”準(zhǔn)備充分，從研發(fā)到應(yīng)用一路很“遛”

市場上的云供應(yīng)商眾多，尤其是在中國市場，廠商更多看重的是產(chǎn)品的性價(jià)比，Ampere 半年之內(nèi)推出兩款產(chǎn)品，也能說明產(chǎn)品受歡迎程度很高，Altra 處理器和 Altra Max 是否也是通過性價(jià)比來贏得用戶的青睞？在 Jeff 看來，客戶在選擇 CPU 時(shí)經(jīng)常參考三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：性能、功耗、總體擁有成本。我們在這三個(gè)指標(biāo)上都非常領(lǐng)先，而且綜合考慮性能和功耗，我們的價(jià)格也非常優(yōu)惠。舉例來看，有一類 SKU 和 AMD 的同類產(chǎn)品相比，總體成本低 14%左右，比英特爾的優(yōu)勢就更明顯。Altra Max 處理器的內(nèi)核數(shù)量增加了 60%，而且功耗更低，綜合起來性價(jià)比更高。

關(guān)于中國的市場應(yīng)用以及遇到的問題，Jeff 也坦然介紹，“中國市場發(fā)展迅速，是 Ampere 的重要的市場，我們已經(jīng)和中國很多大型的云服務(wù)商有密切的合作。由于我們相關(guān)的軟件工作準(zhǔn)備充分，因此，產(chǎn)品研發(fā)和推廣都是按照計(jì)劃執(zhí)行，沒有遇到意想不到的問題?！?/p>

“當(dāng)然，由于肺炎疫情的問題，越來越多學(xué)在家學(xué)習(xí)，很多公司要求員工在家辦公，這導(dǎo)致云提供商也在不斷增加其硬件配置，Ampere Altra 產(chǎn)品的需求隨之加大，新款 Ampere Altra Max 可以完美地滿足這些需求。”Jeff 補(bǔ)充。

順應(yīng)邊緣計(jì)算所需，開放心態(tài)關(guān)注RISC-V

隨著云端負(fù)載壓力過重，業(yè)界提出用邊緣計(jì)算分散云計(jì)算的壓力，因此數(shù)據(jù)中心的模式也在發(fā)生改變，從集中的大型數(shù)據(jù)中心向邊緣數(shù)據(jù)中心發(fā)展，這給服務(wù)器芯片供應(yīng)商也帶來新的發(fā)展機(jī)會。Jeff 認(rèn)為，邊緣數(shù)據(jù)中心與中央數(shù)據(jù)中心要求差不多，包括高性能、高核數(shù)、計(jì)算能力等。與中央數(shù)據(jù)中心的區(qū)別在于，邊緣數(shù)據(jù)中心也要實(shí)現(xiàn)中央數(shù)據(jù)中心同等的效果，但是還得面臨額外的挑戰(zhàn)，比如占地面積、制冷、功耗，也就是要再更高效的平臺上實(shí)現(xiàn)同樣的計(jì)算能力。

關(guān)于邊緣數(shù)據(jù)中心為什么需要內(nèi)核性能越來越高？Jeff 解釋，因?yàn)樗粌H是網(wǎng)絡(luò)處理簡單的工作，還需要完成 AI 這種低延遲計(jì)算，而且是要求較高的工作負(fù)載。Ampere 產(chǎn)品能夠在邊緣數(shù)據(jù)中心發(fā)揮重要作用，因?yàn)槲覀兡軌虿渴鸶嗟膬?nèi)核，GPI 內(nèi)核更高，同時(shí)實(shí)現(xiàn)更高的性能，達(dá)到與中央數(shù)據(jù)中心差不多的計(jì)算性能和計(jì)算能力。

近幾年，RISC-V 架構(gòu)在國內(nèi)半導(dǎo)體市場受到了很高的關(guān)注，有些 IP 公司、芯片公司已經(jīng)開始基于 RISC-V 架構(gòu)開發(fā)產(chǎn)品，RISC-V 是否會對 Arm 架構(gòu)造成一定的市場壓力？面對這個(gè)問題，Jeff 表示，現(xiàn)在 RISC-V 架構(gòu)有很大的發(fā)展，我們對于所有相關(guān)的這些技術(shù)都持開放的態(tài)度。從服務(wù)器這個(gè)角度來說，RISC-V 在性能，包括軟件的相關(guān)生態(tài)系統(tǒng)方面還不具備可行性，但是我們會持續(xù)的關(guān)注 RISC-V 未來幾年的發(fā)展。