在低功耗服務器產業鏈中的芯片市場正在發生新的變化,目前低功耗市場上的主要處理器平臺包括英特爾和ARM。對這兩家廠商來說,英特爾由上至下進入低功耗服務器市場,ARM則由下往上侵入數據中心市場。
繼2012年第四季度英特爾推出Atom S1200系列數據中心SoC平臺之后,2013年9月英特爾正式推出了第二代針對數據中心應用的22納米凌動SoC產品。Atom系列本身就具備了低功耗的優勢,而2013年最新的Avoton平臺,英特爾將其定義在冷數據的處理方面,并提供了更好的性能和更高的能效比,同時在技術和應用方面都提供了創新。
ARM的運營模式較為獨特,自己不生產處理器,而是提供處理器設計架構,由合作伙伴設計制作。對ARM來說,在服務器領域較為重要的合作伙伴就包括AMD。AMD于2014年初推出了代號西雅圖的Opteron A1100處理器,成為全球首家提供64位ARM服務器處理器的公司。西雅圖基于64位ARM Cortex-A57架構,采用SoC單芯片設計,具有四個或八個核心,頻率超過2GHz,制造工藝28nm,規格上已經全面領先當前的32位ARM芯片。
AMD的ARM處理器并不僅僅是將32位架構升級到了64位,而是全面進行了升級。在緩存方面,西雅圖每兩個核心共享1MB L2緩存,最大4MB。所有核心共享8MB L3緩存。內存方面有著巨大創新,集成了能夠支持DDR3/DDR4的內存控制器,也就是說,未來AMD ARM將支持DDR4內存,這是一個顯著的進步。內存容量最大支持128GB,平均每核心16GB,使得AMD ARM為虛擬化應用做好了準備。
ARM和x86分別基于兩種不同的指令集,目前這兩種指令集都在蓬勃發展,而且都很成功。x86是復雜指令集CISC的代表,而ARM則是精簡指令集RISC的代表,甚至ARM的名字就直接表明了它的技術:Advanced RISC Machine,高級RISC機。前者更加專注于高性能,而后者則專注于小尺寸低功耗領域。這兩種指令集分別適用于不同的工作負載,比如在執行高密度的運算任務的時候CISC就更具備優勢,而在執行簡單重復勞動的時候RISC就能占到上風。
x86結構的服務器無論如何都比ARM架構的系統在性能方面要快得多、強得多,可以說在性能和生產工藝方面ARM根本不是x86結構系統的對手。但ARM的優勢不在于性能強大而在于效率,ARM采用RISC流水線指令集,在完成綜合性工作方面根本就處于劣勢,而在一些任務相對固定的應用場合其優勢就能發揮得淋漓盡致。
X86結構的服務器采用橋的方式與擴展設備(如硬盤、內存等)進行連接,x86結構服務器能很容易進行性能擴展,如增加內存、硬盤等。ARM結構的服務器是通過專用的數據接口使CPU與數據存儲設備進行連接,所以ARM的存儲、內存等性能擴展難以進行(一般在產品設計時已經定好其內存及數據存儲的容量),所以采用ARM結構的系統,一般不考慮擴展。
x86系統在硬件和軟件開發方面已經形成統一的標準,幾乎所有x86硬件平臺都可以直接使用微軟、Linux及現在流行的幾乎所有工具軟件,所以x86系統在兼容性方面具有無可比擬的優勢。ARM系統幾乎都采用Linux的操作系統,而且幾乎所有的硬件系統都要單獨構建自己的系統,與其他系統不能兼容,這也導致其應用軟件不能方便移植,這一點一直嚴重制約了ARM系統的發展和應用。
此外使用x86服務器不僅有大量的第三方軟件可供選擇,也有大量的軟件編程工具可以幫助您完成您所希望完成的工作。ARM結構因為硬件性能的制約、操作系統的精簡、以及系統兼容等問題的制約,造成ARM結構服務器系統不可能像x86系統那樣有眾多的編程工具和第三方軟件可供選擇及使用,ARM的編程語言大多采用C和JAVA.
從以上我們可以看出ARM無論是硬件還是軟件根本沒法和x86架構相比并論,不過功耗是ARM的先天優勢。低功耗服務器就需要低功耗處理器,這種處理器不需要提供強大的絕對性能,但一定要擁有很低的絕對功耗和超高的每瓦特性能、可擴展性以及極低的售價,這樣用戶就可以根據需求來配置不同數量的低功耗處理器。
其實從另外一個角度看,所謂短板或者問題其實就是突破口,這點對于英特爾的x86還是ARM都是一樣的。英特爾已經認識到x86在能耗方面的短板,所以英特爾在低功耗上面下了很大的利器。ARM也已經在完善生態圈,所以低功耗服務器芯片市場的好戲還在后面。只有市場充分競爭,消費者才有更充分的選擇機會。這點在企業級市場也不例外。