x86在桌面、服務器和超級計算機市場的主導地位很快將受到ARM處理器的挑戰。這可以從ARM總裁Tudor Brown于上周針對x86的評述中得知。以Brown的發言和近來的態勢,預示著未來ARM處理器將對英特爾和AMD的高端CPU構成很大威脅。
據MarketWatch報道,Brown在這周的發言中反復重申,公司計劃設計更高端的處理器,進軍目前由x86統治的桌面和服務器市場。Brown稱,ARM處理器的超高能效在當前數據中心中備受追捧。
在MarketWatch的一篇文章中提到:Brown表示:“ARM就能耗和性能方面將繼續開發高效的產品,很適合于移動設備。當我們進軍服務器和高性能計算領域,也完全有資格參與競爭”。
ARM是移動計算領域的巨頭,特別是在快速增長的平板市場中地位十分牢固,占據著95%的架構份額。如果考慮全部出貨量,ARM完全超越x86,有著將近10-1的差額。2010年,ARM處理器銷量超過60億,預計在未來三年中,該數字將增長到80-90億。出貨量確實重要,因為它可以降低芯片成本和吸引軟件廠商,很顯然,軟件廠商更愿意將他們的產品銷售到最廣泛部署的架構上。
加州大學伯克利分校計算科學教授和RISC架構先驅者Dave Patterson 認為,RISC正將煥發新生。Patterson 近期在ARM Holdings網站上發表的一篇博客中寫到,“PostPC”時代將會看到一個更簡單、更高效的RISC架構設計的回歸。
然而這不僅僅是出貨量和計算效率的問題。相比x86廠商,ARM有著完全不同的商業模式--允許更多的廠商參與進來。與英特爾和AMD不同,ARM將其處理器設計授權給其他廠商,其他廠商生產出處理器和設備需要向ARM支付版權稅,但不用支付許可費。雖然ARM在員工數量和收入上不及英特爾,但如果算上200多個生產ARM知識產權產品的公司,情況就截然相反了。
目前,ARM在桌面和服務器市場缺乏立足點。但ARM下一代Cortex-A15芯片向該方向更邁近了一步。盡管本質上仍為32位芯片,A15卻支持雙精度浮點運算、128位SIMD引擎、1TB內存尋址、緩存ECC、虛擬化等功能,比Cortex-A9有著更為出色的性能。該設計采用四路SMP緩存一致處理器,通過采用CoreLink CCI-400高速緩存相互關聯,有可能提升到8核(甚至16核)。第一款A15產品預計會在2012年推出。
ARM A15架構將會應用到從智能手機、平板電腦到網絡路由器和低功耗服務器等領域。能源效率將成為最大的賣點。在超大規模數據中心的Web搜索、社會化媒體、媒體服務以及任何吞吐密集型應用中,能源的使用決定著成本。此外,高性能計算設備也力求節約能源,促使用戶和廠商選擇比x86更加節能的ARM芯片。
NVIDIA是最初使ARM與高端計算結緣的芯片制造商,該公司計劃在未來的同一塊芯片中,把ARM CPU與“Maxwell”系列GPU核心集成。這種芯片最終會應用在桌面、服務器和超級計算機中,并會與英特爾和AMD基于x86的產品展開正面交鋒。NVIDIA是否會采用A15芯片作為其第一款CPU-GPU處理器的基礎,還是繼續等待完整64位ARM架構的出現,這仍是一個謎。
NVIDIA是第一個表示將生產ARM芯片進軍服務器市場的廠商,相信日后其他廠商也會參與進來。像德州儀器和三星完全有可能制造ARM服務器部件。這種開放性的授權模式,相比目前x86的兩強壟斷,基于ARM的服務器業務能夠更加豐富產品的多樣性。
在高性能計算方面,ARM公司想要通過FP加速器形成一套解決方案,或許會研制一種類似于NVIDIA ARM-GPU的ARM-SIMD混合芯片。像SiCortex這樣的公司可以根據其自身目的調整ARM設計思路,以便設計出功耗更低的高性能計算設備。
當然,英特爾和AMD都不會坐等ARM的崛起。事實上在ARM準備搶占x86市場的時候,英特爾和AMD也在向降低功耗方向邁進,Atom和Bobcat就是最好的證明。特別是隨著智能手機和平板電腦不斷侵蝕著桌面和筆記本市場,x86芯片廠商也要不斷適應用戶的需求。
英特爾Atom處理器與x86互相兼容,是專為低功耗的移動計算所設計,這表明在該領域英特爾已經擁有了在性能上能和當前ARM處理器相抗衡的架構,盡管在能源效率上的表現還不突出。但鑒于英特爾龐大的研發范圍和卓越的芯片制造能力,有希望在低端市場與ARM的競爭中勝出,同時還能夠維護其在高端市場的地位。
ARM在桌面和服務器領域的最大弱點在于軟件支持。雖然微軟剛剛表態Windows 8將支持ARM架構,但該架構仍需要大量的程序支持才能夠趕上x86的水平,特別是在服務器方面。對于ARM的支持者來說,沒有什么是不可逾越的,我們還正處在一個芯片制造的商業模式和不斷滿足客戶需求的平衡點上。
另一方面,英特爾與AMD在近三十年來化解了RISC對手的挑戰,包括PowerPC 和Sparc.在未來幾年中,我們將會看到x86是否會漸漸落寞,或是再一次贏得勝利。