谷歌、Facebook以及其它一些主流技術企業(yè)已經(jīng)開始著手研究ARM兼容芯片,旨在推動低功耗服務器并最終對數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的處理器類型結(jié)構加以改組。
想當初我們也是對x86完全信任、認為ARM麻煩多多,但隨著后者的蓬勃發(fā)展、我們開始認真審視ARM架構的優(yōu)勢與缺點。就在上周四,彭博社發(fā)表的報道稱谷歌正計劃利用ARM芯片打造其服務器;隨后我們又通過一篇博文得到證實,F(xiàn)acebook有意評估將ARM系統(tǒng)引入生產(chǎn)環(huán)境的可能性。
各企業(yè)用戶對ARM芯片的興趣如此高漲,主要是由于其在發(fā)展歷程中始終秉持著低功耗這一優(yōu)良傳統(tǒng);從誕生之時開始,這套處理器架構——于上世紀八十年代由Acorn Computers的一個小型團隊所打造——就被設計用于RISC(即精簡指令集計算)。這意味著ARM核心能以相對較快的速度執(zhí)行大量簡單操作;這種便捷性以及對傳統(tǒng)支持機制的舍棄使其晶體管數(shù)量保持在較低水平,因此其耗電量也就低得多。
這種定制架構目前已經(jīng)成為各類電池驅(qū)動的小型設備乃至嵌入式電子領域的絕對王者。在這些新興世界中,處理性能并非關鍵——任何繁重費力的計算任務都可由專用處理設備接手——因此芯片本身的速度可以較慢,由此帶來的好處就是其耗電量被控制在較低水平。
我們不妨將ARM與英特爾的CISC(即復雜指令集計算)設計進行對比,后者能夠在更廣泛的處理環(huán)境下發(fā)揮作用,同時擁有大量早期遺留技術需要支持—— 從16位實址模式一路發(fā)展至64位受保護長模式。英特爾的方案一般運行速度更高,但要求使用者為其付出極高的采購成本。而所有對計算資源的需求疊加在一起,我們就獲得了這種功耗極高的處理芯片方案。
盡管ARM的擁護者們認為RISC從本質(zhì)層面上更適合處理低功耗計算,但這一結(jié)論已經(jīng)遭到專業(yè)學術機構的否定。后進指出,事實上兩種架構之間的耗電量差別主要是由發(fā)展軌跡所決定——ARM在誕生至今的二、三十年當中一直專攻移動便攜平臺,而英特爾則始終關注擺在桌面上的那套大家伙。如果從本質(zhì)層面分析當今的x86芯片,它其實是一套在設計上以RISC為核心、包裹著CISC兼容性外殼的計算方案。
ARM很長一段時間以來始終專注于壓低電量消耗,這是由于其面向的主要市場在于移動以及非高性能計算設備,相比之下英特爾則一直強調(diào)處理速度的重要性;由ARM核心支持的芯片整體對電量的使用都比較溫和。然而其缺點在于,即使處于全力工作狀態(tài)、其性能表現(xiàn)仍然顯得不緊不慢。
ARM的主戰(zhàn)場,手機與平板。x86的根據(jù)地,游戲設備。即使是這樣,谷歌與Facebook要如何切入?
為消費者提供服務的網(wǎng)絡巨頭們每年要花掉數(shù)十億美元來建設基礎設施并支付以百萬美元為單位的高額電費賬單。對于這些公司而言,數(shù)據(jù)中心在其年度預算當中扮演著主要成本制造者的角色。很顯然,如果存在節(jié)省成本的可能,他們一定會盡量將其變?yōu)楝F(xiàn)實。