在不久前召開的RedHat SUMMIT 2015大會上,閑逛展示區時,我看到了一系列的基于ARM 64bit處理器(由于指令集架構升級至ARMv8,,所以又稱ARMv8處理器,其主要的執行狀態稱為AArch64)的服務器參考設計與實際的成品展示,不由得讓我感覺到ARMv8服務器正在逐漸起勢,離爆發的那天越來越近了。
我首先參觀的展臺是AMD,這家曾經在數據中心領域以Opteron品牌享譽天下的處理器廠商,如今的日子的確不好過,Opteron幾乎在數據中心里銷聲匿跡。至于AMD以往運作Opteron的成敗得失,我在此不做分析,只是在展臺上已經沒有了傳統x86 Opteron服務器的身影,取而代之的是兩款ARM服務器的參考設計,可以明顯感覺到AMD未來發展的重心已經在轉移。
AMD Opteron A1100服務器開發套件Softlron
目前AMD的ARM處理器只有一款:Opteron A1100,基于ARM Cortex-A57架構設計,這也是ARM公司宣布ARMv8指令集架構后,于2012年率先發布的兩款CPU架構設計中的高端版本(另一個是低端版本A53,已經逐步用于手機市場)。不過,AMD展臺的人說,AMD正在研發基于最新Cortex-A72架構(2014年年底發布)的ARMv8處理器,但現有的Opteron A1100并不會被淘汰。
在展臺上,AMD展示了最新版的Opteron A1100服務器開發套件Softlron,它與AMD官網上介紹的Softlron不一樣,配置明顯更高,并且更像是為偏向存儲應用平臺而準備的(多達14個SATA接口)。另外一個展品,并沒有Softlron的Logo,看上去則像是一個基于Opteron A1100的微服務器的參考設計。
貌似Opteron A1100微服務器的參考設計
現在還沒有聽說哪家著名的服務器廠商已經采用Opteron A1100,所以它并不是第一個被主流服務器廠商采用的ARMv8處理器,這一殊榮留給了AppliedMicro的X-Gene處理器,惠普用它打造出了Moonshot微卡服務器。接下我就在ARM與惠普的官方展臺上,都看到了它的身影。
采用AppliedMicro X-Gene 2.4GHz處理器的HP ProLiant m400微卡服務器(插入HP Moonshot機箱使用,一個4.3U的機箱可容納45個微卡服務器),單CPU設計,背面還有4個SO-DIMM內存插槽與一個M2固態盤槽位,最高可配置64GB DDR3內存與480GB本地SSD
不過,惠普展臺上的工程師告訴我,在Moonshot微卡服務器系列當中,現在賣得最好的還是基于英特爾至強E3的產品HP ProLiant m710,因為它可適用的主流應用范圍更廣,并且隨著互聯網應用和交互界面越來越復雜,E3的高性能越來越被用戶所重視。其次熱賣的則是基于Atom C系列的產品HP ProLiant m3xx,但展臺工程師強調,與Atom C相比,ARMv8在某些負載上的優勢是很明顯的,可以說綜合對比兩者不相上下,但ProLiant m400更便宜,而Atom C產品的生態環境更好。
根據惠普的統計,目前ProLiant m400的主要用戶有三類:1、使用它來做開發測試,算是對ARM架構的一種驗證性使用;2、用它來做云/Web的前端交付(Web Cache);3、用它來做面向ARM應用的開發。從總體上說,可以感覺到已經有不少用戶在為ARM服務器進入真正的生產環境進行著準備工作。
“英特爾之前不是剛推出了Xeon D Processor嗎?什么時候會推出基于它的Moonshot微卡服務器?”我好奇的問到。
對方詭異的一笑,“我們大概會在明年上半年推出Xeon D的微卡服務器。”
“為什么這么晚?Xeon D今年2月份就推出了呀”,我追問到。
“因為我們希望有更多的CPU核心”,對方干脆的回答。
惠普的工程師再次強調,“ARMv8的架構在某些Web應用負載方面的表現的確不錯,但x86的生態環境是ARMv8短時間難以企及的,我們本身并沒有傾向性,而是出于客戶的需求來研發產品,所以也向英特爾反饋了我們基于x86應用平臺的意見,因此我們現在不急于推出Xeon D的產品。”
由此看來,現實的用戶需求中(至少在美國),Xeon D的核心數量(最高8核)還不能滿足需求,或者說與現有的主流產品之間的差別并不明顯。而從惠普的表態中,我們可以得知,明年年初Xeon D就將迎來第二代產品,核心數量應該至少有1.5倍的提升,但對此惠普工程師不肯透露更多的信息。
既然話題集中在了核心數量上,那么再來看看另一款ARMv8處理器,來自CAVIUM的ThunderX 產品家族(型號CN88xx),它共有4個系列組成:1、面向主流云與Web應用系統平臺的ThunderX_CP系列;2、面向存儲系統平臺的ThunderX_ST系列;3、面向安全系統平臺的ThunderX_SC系列;4、面向網絡虛擬化、NFV等高級網絡應用平臺的ThunderX_NT。
不管哪個系列的ThunderX處理器,最大計算核心數量均為48個(最小24個),主頻最高2.5GHz,單顆CPU可支持4通道DDR3/DDR4內存,最大內存容量512GB,并根據不同的應用場景,相關ThunderX系列也在網絡(如10/40/100G)、存儲(SATA)和I/O接口(PCIe)的集成規格與數量上進行了不同調整。在ARM公司的展臺上我看到了,來自CAVIUM公司基于最為通用的ThunderX_CP系列的兩款參考設計。
CAVIUM ThunderX_CP系列處理器針對1U單CPU服務器的StratusX參考設計,可以看出采用2601球BGA封裝(要知道英特爾至強E5v3封裝引腳數量才有2011個)的ThunderX_CP處理器芯片面積非常巨大
CAVIUM ThunderX_CP系列處理器針對2U4節點服務器的CirrusX參考設計(單節點雙CPU)
據ARM展臺的工作人員介紹,CAVIUM的產品在客戶的試用中取得了很好的反饋,48核ARMv8的設計、集成的10/40G LAN控制器讓高密度高可擴展的Web應用負載受益匪淺,是Web前端與應用平臺解決方案的有力競爭者。不過,現在仍然沒有看到主流服務器廠商的采納。我就此問題也問過惠普Moonshot展臺的人,他們告訴我沒有相關的采用計劃,而在CAVIUM給出的參考設計中,也可以看它的產品主攻的市場也并非在微卡服務器。
在筆者的參觀中,另一個詢問的重點在于ARMv8的生態建設,大家都表示基礎的Web應用平臺均已經不是問題,比如在操作系統方面,AMD的Opteron A1100已經獲得了Fedora 21(RedHat支持)、OpenSUSE 13.2、KVM、Xen ARM(包括Citrix的XenServer)的支持,主流的Apache Web 服務器、Tomcat 應用服務器、MySQL、OpenStack、Hadoop等也都不是問題,至于編譯器與編程環境也支持大多數的主流產品,如GCC、Linaro GCC、LLVM 3.5、PHP、Perl、Ruby、OpenJDK、Oracle JVM等。
但是,對比了幾家公司產品對軟件平臺的支持情況之后,給了我另一個深刻的印象——目前支持ARMv8的處理器廠商眾多,但似乎沒有一個操作系統平臺是通吃的,這可能就是硬件平臺眾多,開源軟件平臺眾多之后所造成的必然現象吧。比如Opteron A1100的支持列表中沒有Ubuntu,而HP ProLiant m400只支持Ubuntu,ThunderX支持的最多,除了上面提到的,還包括Red Hat Early Access for ARMv8。在虛擬化平臺方面也是如此,幾方給出的支持信息似乎也并不統一。當然,這是一個新平臺早期必然的經歷,ARM生態環境建設的一個重點也在于此。不過我估計在未來很長一段時間里,ARMv8平臺的購買者可能都必須要提前做好充分的調研,以確定你想要的應用環境與你所想購買的ARM平臺是相匹配的。相對的,英特爾在x86市場中的一家獨大,倒也省心了,從用戶與基礎軟件平臺角度來說,它就意味著標準與環境的統一。
總而言之,ARMv8服務器已經離我們越來越近了,其實很多人都不知道,HP ProLiant m400已經上市快一年了,并有了不少客戶案例,它的確已經不再是紙上談兵的東西。雖然按照ARM陣營早期的說法,2014年本應該就是ARMv8大展宏圖的一年,然而到了今天仍然是蠢蠢欲動的狀態,不過從這次筆者觀展的經歷上來看,ARMv8的總體實力與勢力雖然還遠不如x86強大,可確實正在逐漸形成一股氣勢。身為Linux領域龍頭老大的RedHat,在本屆峰會期間就明確了對ARM生態的支持,相信不久之后就會推出RHEL(RedHat Enterprise Linux)的ARM版本,它推出的時候也可以說就是ARMv8基礎平臺軟件環境已經完善補齊的標志。另一方面,基于全新Cortex-A72架構的處理器應該在今年年底或明年出現,因此可以預計在2016年,就將是ARMv8服務器真正起勢的一年……
此時,我想到了惠普展臺工程師的話——明年年初會推出采用更多核數的Xeon D,這會不會是IT大佬們幕后的私密相約呢?但不管怎樣,或許明年就將是真正的x86 VS ARMv8的元年,讓我們靜候好戲上演!