ARM芯片正迅速“肆虐”服务器市场
发布时间：2013/1/31 15:27:58 来源: 纵横数据
如果说在2012年服务器架构领域将发生根本性变革，那么这一变革最有可能由ARM芯片挑起。通过日益成熟的技术和架构的升级，它将显着降低数据中心的成本，并深刻的影响着整个服务器市场格局。
当今市场上，ARM的处理器大部分都基于32位架构，然而ARM要想在服务器市场中有所作为，必定要有64位产品才能称得上真正意义上的服务器级产品(已有不少图形芯片在超级计算机中的成功应用)。ARM目前也承认，64位架构的开发进程为时已晚，这也 就是为什么即使其最新推出的Cortex-A15 Eagle也远远无法与英特尔、AMD进行抗争。Cortex-A15 Eagle支持大量服务器专用的功能，但它仍然基于32位设计。
其实早在2008年的时候，ARM就开始了ARMv8 64位架构的开发，并于2011年正式推出。起初，该公司预计将在2014年推出首ARM架构服务器，但看到惠普和Calxeda以及其他芯片设计者(比如Nvidia)的强有力支持和热情，ARM认为，在2014年，能够在服务器市场上拥有一定的影响力。
人们普遍预计在2013年的时候，ARM低功耗处理器将会在数据中心大幅得到应用。借助图形芯片和更加成熟的技术，将会带来卓有成效的性能提升和能耗节省。去年11月Calxeda发布“EnergyCore ECX-1000”,也预示着ARM处理器开始在服务器中的应用。
另一方面，不少用户正在尝试各种不同的技术，尤其是在云计算时代条件下，人们既要考虑计算密度又要考虑低功耗需求。低功 耗ARM处理器的聚合有可能提供比传统x86服务器芯片，如英特尔至强或AMD皓龙更节能的云计算处理能力。ARM处理器与图形处理器的耦合也尤为受人关注。现在有很多超级计算机都在使用图形芯片。借助图形处理器和ARM处理器的耦合，将在某些应用方面会体现出比传统CPU更佳的性能。
所有的这些，似乎都在预示着服务器市场将会出现另一个新角色，而通过以往ARM在超级计算机的成功应用，也隐隐约约令人感觉到，ARM或许在不远的将来，会成为服务器芯片领域中的一个重要分支。
在细说ARM杀手锏之前，我们有必要先交代下ARM这家公司。ARM成立于1991年，是一家出售IP(技术知识产权)的公司。其架构采用的是RISC,完全不同于目前服务器市场上的x86处理器架构。
ARM处理器支持16位和32位双指令集，现在已经出现了进入64位架构的“ARMv8”处理器。虽然基于64位架构的该处理器还有一些不足之处，但却也说明了ARM向64位世界迈进的步伐。相比传统的x86架构，ARM拥有低功耗、低成本、执行效率高等诸多优势特性，而且也有着广泛的合作伙伴支持，推出了相关服务器处理器产品，而且在服务器上也有部署。
低功耗 低成本，由于ARM架构采用了一种独特设计，有着低功耗和低成本的天然优势，因此在很多消费级产品中(比如手机、平板电脑)得以广泛应用。
广泛的厂商支持，去年，微软宣布Windows 8将正式支持ARM架构处理器，ARM获得软件帝国的认可和支持，意味着x86处理器的主导地位将受到挑战。还是在去年，惠普与Canonical先后宣布推出世界首款基于Ubuntu 11.10操作系统(ARM处理器版本)的ARM服务器。此外，ARM还将获得业界其他厂商的广泛支持。
ARM服务器处理器面世，去年美国厂商Calxeda发布的业界第一款基于ARM架构、专门面向服务器应用的处理器“EnergyCore ECX-1000”。它采用高度集成的SoC片上系统设计，拥有最多四个ARM Cortex-A9处理器核心，主频1.1-1.4GHz,每核心32KB一级指令缓存、32KB一级数据缓存，所有核心共享4MB ECC二级缓存。
该处理器整合了一个72-bit ECC DDR内存控制器，支持32位物理寻址和800/1066/1333MHz 频率的DDR3 1.5V、DDR3L 1.35V内存条。特别需要指出的是，它首次集成了80Gb(10Gb×8)交叉光纤切换并支持直通交通，可提供五个10Gb外部通道和三个10Gb内部通道，最多能连接4096个节点，支持动态连接速度控制。
Calxeda还设计出来了一套四节点方案“EnergyCard”,它采用半高式扩展卡的方式，长度254毫米、高度69毫米。
Calxeda公司也在利用ARM Cortex A9架构处理器来制造服务器，而从实际的效果来看，其在多节点分布计算以及大数据的处理方面都有不错的表现。
相比IT其他领域，服务器市场上的处理器竞争格局主要以x86架构统领。相比英特尔和IBM等服务器领域芯片大佬来说，ARM走的路线可以说是从低级到高级(大体上是消费级为主至企业级高端服务器路线)。由于其先天不足，在一开始的服务器领域ARM并没有任何作为，甚至以前都有很多人还未听说过ARM公司。
然而，三十年河东三十年河西。云计算时代的到来和能耗问题愈加受到重视，通过多年的技术沉淀和探索，ARM架构处理器产品迎来了发展的春天。ARM的64位服务器处理器推出之后，无疑将会对服务器市场造成巨大冲击。
不过，由于ARM架构的不成熟以及相应软硬件配套的生态支持不够完善，在未来2、3年的发展过程中，ARM仍然会面临严峻的挑战。而且即使现在新推出一批ARM服务器，由于多年来x86架构产品线的的不断丰富和完善以及用户群对x86的熟悉，研究人员所使用的程序代码也大多是为x86指令集编写。从保护投资和技术支持角度来看，短期内不可能出现x86向ARM架构迁移的现象，它只能是作为一种全新的IT基础架构或者未来全新用户的新方案设计。
另一种出路就是，ARM架构会逐渐占据那些具体化应用领域，比如网站托管、静态存储、办公应用等场景。比如ARM的官方站点就是使用基于Marvell MV78100 SOC的ARM服务器，结合其在软件方面常见的Debian和Ngnix组合，能非常有效地支撑其官方站点的运行。而静态存储和办公应用，相比数据库、关键业务应用等工作场景，它对CPU和内存的要求并不高，所以能在不影响性能的情况下引入ARM架构将，降低用于负载静态存储的服务器成本和功耗。
从整个服务器市场领域来看，2012年也将进一步加剧业已激烈的市场竞争格局。英特尔全新推出至强E5、安腾“Poulson”、MIC 纵核架构。而作为ARM的直接回应，英特尔还将推出Atom架构的服务器处理器。Atom架构处理器主要面向微服务器市场，它并不强调高性能，但更加注重低功耗设计。
种种迹象来看，ARM及ARM架构的服务器处理器，将在未来服务器市场中扮演重要角色。一方面，它会加剧市场竞争、细化服务器市场领域，一定程度上动摇x86架构主导地位;另一方面，它也符合未来绿色IT、云计算时代发展必然趋势。激烈的市场竞争和节能低功耗，势必会给用户带来更多实惠。
未来服务器市场或被ARM搅局。搅局的背后，将会是更加丰富的服务器市场格局和用户选择。
当今市场上，ARM的处理器大部分都基于32位架构，然而ARM要想在服务器市场中有所作为，必定要有64位产品才能称得上真正意义上的服务器级产品(已有不少图形芯片在超级计算机中的成功应用)。ARM目前也承认，64位架构的开发进程为时已晚，这也 就是为什么即使其最新推出的Cortex-A15 Eagle也远远无法与英特尔、AMD进行抗争。Cortex-A15 Eagle支持大量服务器专用的功能，但它仍然基于32位设计。
其实早在2008年的时候，ARM就开始了ARMv8 64位架构的开发，并于2011年正式推出。起初，该公司预计将在2014年推出首ARM架构服务器，但看到惠普和Calxeda以及其他芯片设计者(比如Nvidia)的强有力支持和热情，ARM认为，在2014年，能够在服务器市场上拥有一定的影响力。
人们普遍预计在2013年的时候，ARM低功耗处理器将会在数据中心大幅得到应用。借助图形芯片和更加成熟的技术，将会带来卓有成效的性能提升和能耗节省。去年11月Calxeda发布“EnergyCore ECX-1000”,也预示着ARM处理器开始在服务器中的应用。
另一方面，不少用户正在尝试各种不同的技术，尤其是在云计算时代条件下，人们既要考虑计算密度又要考虑低功耗需求。低功 耗ARM处理器的聚合有可能提供比传统x86服务器芯片，如英特尔至强或AMD皓龙更节能的云计算处理能力。ARM处理器与图形处理器的耦合也尤为受人关注。现在有很多超级计算机都在使用图形芯片。借助图形处理器和ARM处理器的耦合，将在某些应用方面会体现出比传统CPU更佳的性能。
所有的这些，似乎都在预示着服务器市场将会出现另一个新角色，而通过以往ARM在超级计算机的成功应用，也隐隐约约令人感觉到，ARM或许在不远的将来，会成为服务器芯片领域中的一个重要分支。
在细说ARM杀手锏之前，我们有必要先交代下ARM这家公司。ARM成立于1991年，是一家出售IP(技术知识产权)的公司。其架构采用的是RISC,完全不同于目前服务器市场上的x86处理器架构。
ARM处理器支持16位和32位双指令集，现在已经出现了进入64位架构的“ARMv8”处理器。虽然基于64位架构的该处理器还有一些不足之处，但却也说明了ARM向64位世界迈进的步伐。相比传统的x86架构，ARM拥有低功耗、低成本、执行效率高等诸多优势特性，而且也有着广泛的合作伙伴支持，推出了相关服务器处理器产品，而且在服务器上也有部署。
低功耗 低成本，由于ARM架构采用了一种独特设计，有着低功耗和低成本的天然优势，因此在很多消费级产品中(比如手机、平板电脑)得以广泛应用。
广泛的厂商支持，去年，微软宣布Windows 8将正式支持ARM架构处理器，ARM获得软件帝国的认可和支持，意味着x86处理器的主导地位将受到挑战。还是在去年，惠普与Canonical先后宣布推出世界首款基于Ubuntu 11.10操作系统(ARM处理器版本)的ARM服务器。此外，ARM还将获得业界其他厂商的广泛支持。
ARM服务器处理器面世，去年美国厂商Calxeda发布的业界第一款基于ARM架构、专门面向服务器应用的处理器“EnergyCore ECX-1000”。它采用高度集成的SoC片上系统设计，拥有最多四个ARM Cortex-A9处理器核心，主频1.1-1.4GHz,每核心32KB一级指令缓存、32KB一级数据缓存，所有核心共享4MB ECC二级缓存。
该处理器整合了一个72-bit ECC DDR内存控制器，支持32位物理寻址和800/1066/1333MHz 频率的DDR3 1.5V、DDR3L 1.35V内存条。特别需要指出的是，它首次集成了80Gb(10Gb×8)交叉光纤切换并支持直通交通，可提供五个10Gb外部通道和三个10Gb内部通道，最多能连接4096个节点，支持动态连接速度控制。
Calxeda还设计出来了一套四节点方案“EnergyCard”,它采用半高式扩展卡的方式，长度254毫米、高度69毫米。
Calxeda公司也在利用ARM Cortex A9架构处理器来制造服务器，而从实际的效果来看，其在多节点分布计算以及大数据的处理方面都有不错的表现。
相比IT其他领域，服务器市场上的处理器竞争格局主要以x86架构统领。相比英特尔和IBM等服务器领域芯片大佬来说，ARM走的路线可以说是从低级到高级(大体上是消费级为主至企业级高端服务器路线)。由于其先天不足，在一开始的服务器领域ARM并没有任何作为，甚至以前都有很多人还未听说过ARM公司。
然而，三十年河东三十年河西。云计算时代的到来和能耗问题愈加受到重视，通过多年的技术沉淀和探索，ARM架构处理器产品迎来了发展的春天。ARM的64位服务器处理器推出之后，无疑将会对服务器市场造成巨大冲击。
不过，由于ARM架构的不成熟以及相应软硬件配套的生态支持不够完善，在未来2、3年的发展过程中，ARM仍然会面临严峻的挑战。而且即使现在新推出一批ARM服务器，由于多年来x86架构产品线的的不断丰富和完善以及用户群对x86的熟悉，研究人员所使用的程序代码也大多是为x86指令集编写。从保护投资和技术支持角度来看，短期内不可能出现x86向ARM架构迁移的现象，它只能是作为一种全新的IT基础架构或者未来全新用户的新方案设计。
另一种出路就是，ARM架构会逐渐占据那些具体化应用领域，比如网站托管、静态存储、办公应用等场景。比如ARM的官方站点就是使用基于Marvell MV78100 SOC的ARM服务器，结合其在软件方面常见的Debian和Ngnix组合，能非常有效地支撑其官方站点的运行。而静态存储和办公应用，相比数据库、关键业务应用等工作场景，它对CPU和内存的要求并不高，所以能在不影响性能的情况下引入ARM架构将，降低用于负载静态存储的服务器成本和功耗。
从整个服务器市场领域来看，2012年也将进一步加剧业已激烈的市场竞争格局。英特尔全新推出至强E5、安腾“Poulson”、MIC 纵核架构。而作为ARM的直接回应，英特尔还将推出Atom架构的服务器处理器。Atom架构处理器主要面向微服务器市场，它并不强调高性能，但更加注重低功耗设计。
种种迹象来看，ARM及ARM架构的服务器处理器，将在未来服务器市场中扮演重要角色。一方面，它会加剧市场竞争、细化服务器市场领域，一定程度上动摇x86架构主导地位;另一方面，它也符合未来绿色IT、云计算时代发展必然趋势。激烈的市场竞争和节能低功耗，势必会给用户带来更多实惠。
未来服务器市场或被ARM搅局。搅局的背后，将会是更加丰富的服务器市场格局和用户选择。
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