一家來自中國的初創企業在今年的Hot Chips大會上亮出了迄今為止最震撼人心的ARM服務器處理器方案。順帶一提,甲骨文方面則借此機會公布了其首款集成有Infiniband的Sparc處理器。
這家名為飛騰信息技術有限公司的年輕廠商誕生于2012年,其宣稱自家處理器采用64個自定義ARMv8計算核心,采用28納米制程工藝并擁有最高2 GHz主頻。由于每運算周期可處理高達四條指令,這意味著其最大運算能力將達到每秒5120億次浮點運算。
這款代號為“火星”的設計方案超越了當前各類高端ARM服務器芯片,包括目前正處于樣品展示階段的Cavium 48核心ThunderX處理器以及另一款仍處于開發當中的博通方案。今年2月,EZchip公司曾表示其將發布一款采用28納米制程的100核心ARMv8處理器,但其正式推出時間定為2017年。
這款“火星”處理器的設計方案尚未公開,但齊聚一堂的分析師以及微處理器設計師們已經開始將注意力轉移到其身上,—部分原因是飛騰公司在此前可以說是寂寂無名。
與IBM的Power 8處理器一樣,火星也采用了外部三級緩存以及內存控制器設計
Insight64公司(位于加利福尼亞州薩拉托加)負責人Nathan Brookwood贊嘆道,“這是目前為止公布的最震撼人心的64位ARM芯片,性能非常強勁,而且絕對是本次大會上最大的驚喜。”
AMD公司研究員兼會議主持者Sam Naffziger則將“火星”形容為一套“擁有出色緩存層級與良好帶寬匹配”的上佳設計方案。
Hot Chips大會的組織者們亦對飛騰公司發來的論文感到驚訝,畢竟這是一家他們聞所未聞的年輕企業。在此之前,Hot Cips大會還曾經收到過幾篇由中國政府及高校組建的龍芯處理器構建團隊發來的論文。
Hot Chips大會的組織者之一Ralph Wittig表示,“我很驚訝今年龍芯團隊沒有拿出什么新的成果,但我們從飛騰方面收到了相關論文,并聽說他們這家初創企業有信心在ARM領域大展身手,他們的外部內存模塊跟IBM的Power 8設計方案比較相似,作為項目委員會,飛騰的成果給我們留下了深刻印象。”
更具神秘色彩的是,飛騰公司的一位工程經理沒能在大會期間順利拿到赴美簽證。為了解決問題,他決定在位于天津及廣州的公司辦公室里通過手機展示幻燈片內容。
一位熟悉飛騰公司的與會者表示,該團隊并非脫胎于龍芯項目組。該公司的天津分部還由于此前發生的重大爆炸事故而一片狼藉。
在對SpecCPU 2006基準測試進行模擬運行時,“火星”處理器作為64核心芯片分別在整數運算與浮點運算項目中拿到了672分與585分。不過觀察人士指出,這一成績換算至單一核心性能就顯得有些疲軟了。
這款芯片被整體劃分為多個八核心層,其中每四個計算核心共享4 MB緩存容量。八塊外部芯片總計提供129 MB三級緩存及16條DDR3-1600通道。
飛騰的自定義64位ARM計算核心擁有192個物理寄存器。其重排序緩沖器能夠容納最高160條指令,而整體通道中的指令容納數量則在210條左右。
飛騰公司自主設計的64位ARM核心,其代號為“小米”
這款芯片按順序分發并清理指令,并以無序方式進行指令執行。其采用一套主動式分支預測機制并擁有多線程能力。
“火星”支持MPI與Open MP接口以實現多處理系統。另一款尚處于開發階段的處理器代號為“地球”,其將擁有業界最低之成本與功耗水平,且主要面向目前的各類大型數據中心。
“我敢肯定,火星將成為世界上第一款64核心的ARMv8處理器,”飛騰公司研究員Charles Zhang通過電話向Hot Chips大會的各位與會者們宣稱。“這是個很好的開端……在接下來的幾年中,我們將開發出更為強大的CPU方案。”
火星處理器的最大弊端之一在于其龐大的體積,分析師們指出。想利用這樣巨大的芯片實現運營收益實在不是易事。
甲骨文公司在本屆Hot Chips大會上公布了一款新的服務器處理器,這是其首款集成了Infiniband的芯片產品。這款代號為Sonoma的芯片是新家族中的首位成員,同時能夠為甲骨文數據庫及其它軟件方案提供加速功能。
Sonoma是一款采用20納米制程工藝的芯片,其中包含八個M7級Sparc計算核心,每核心最高可支持八線程。它封裝有兩個DDR4內存控制器,單插槽內存容量上限為1 TB,且峰值內存傳輸帶寬為每秒77 GB。
這款芯片還包含一個PCI Express Gen 3控制器,外加四條用于多處理器協同工作的每秒16 Gb傳輸鏈路。
甲骨文Sonoma芯片上近五分之一面積用于容納Infiniband
集成Inifniband占用了這款芯片占五分之一的表面積。其采用兩連56G Infiniband鏈路且支持虛擬化功能,擁有32個虛擬獨立Infiniband適配器。
甲骨文公司將Infiniband內置于芯片當中,從而最大程度優化其使用效果并保障自有知識產權,一位設計團隊成員解釋稱。這款芯片還擁有其它幾種潛在用途,甲骨文方面能夠借此利用Infiniband讓一系列現有系統實現集群化、存儲以及其它應用能力。
Sonoma芯片當中包含四個數據庫加速塊,且針對甲骨文軟件產品作出了優化。該芯片還提供一個小型元數據塊,可作為緩沖區以避免內存溢出并防止HeartBleed等惡意攻擊的出現。
“這是一款令人印象深刻的芯片,而且也為芯片集成Infiniband吹響了前進的號角,”分析師Brookwood表示,“甲骨文公司已經在利用Infiniband訪問存儲資源方面表現出了遠超其它同業企業的積極態度,相比之下各競爭對手仍在利用獨立芯片實現Infiniband功能。”