經(jīng)過近十年的生態(tài)建設(shè)之后，Arm 高性能 CPU 終于在服務(wù)器市場嶄露頭角，亞馬遜、Marvell 都已經(jīng)將 Arm 架構(gòu)應(yīng)用于云端，華為海思也推出了基于 Neoverse N1 設(shè)計(jì)的鯤鵬系列服務(wù)器，Ampere Computing 在去年推出了首款云原生服務(wù)器 CPU，已經(jīng)展現(xiàn)出了性能和功耗的優(yōu)勢。
近日，Ampere 在 2022 年度戰(zhàn)略和產(chǎn)品路線圖更新的分享中透露，Ampere 將在今年發(fā)布自研核心的 5nm CPU AmpereOne。
Ampere Computing 首席產(chǎn)品官 Jeff Wittich 告訴雷峰網(wǎng)：“AmpereOne 也是以 ARM ISA 為基礎(chǔ)?？蛻裘磕甓计诖行阅芨?、能效更好，擴(kuò)展性更好的 CPU，通過開發(fā)和推出自研核 CPU，能夠幫助我們把所有的注意力和重心都放在客戶的需求方面，也能夠去滿足他們相應(yīng)的要求。”
也就是說，在獲得包括微軟 Azure、阿里云、騰訊云等全球七大超大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心客戶的認(rèn)可之后，Ampere 要將其 CPU 的性能和功耗表現(xiàn)進(jìn)一步提升。作為 Arm 高性能服務(wù)器 CPU 提供商的代表，Ampere 進(jìn)一步提升的產(chǎn)品也意味著Arm 服務(wù)器 CPU 與 x86 服務(wù)器 CPU 的差距將進(jìn)一步擴(kuò)大。
靠高性能、低功耗、云原生搶食 x86 服務(wù)器市場
Arm 架構(gòu)服務(wù)器 CPU 相比 x86 服務(wù)器 CPU 一個(gè)顯著的特征就是更高性能和更低功耗。根據(jù) Ampere 給出的數(shù)據(jù)，其 CPU 的性能超越傳統(tǒng) x86 處理器 3 倍，性能功耗比領(lǐng)先近 4 倍。
與 x86 服務(wù)器 CPU 相比，Ampere Altra 系列可用 50% 的能耗，提供 200% 的性能。
Altra CPU 能夠?qū)崿F(xiàn)高性能的關(guān)鍵是高核數(shù)。
Jeff Wittich 解釋，“我們 128 核的產(chǎn)品目前在業(yè)內(nèi)領(lǐng)先，是其它 CPU 的兩倍。每個(gè)核上僅運(yùn)行一個(gè)單線程，并保持以一致的高頻率全核運(yùn)行。同時(shí)，我們?yōu)槊總€(gè)核提供大容量低延遲的專用緩存，借助智能高帶寬 Mesh 互聯(lián)結(jié)構(gòu)，將所有高性能核都連接在一起，打破了傳統(tǒng)的 CPU 在需求增加時(shí)會(huì)產(chǎn)生遞減回報(bào)的使用瓶頸。還采用先進(jìn)的 DDR 和 PCIe 技術(shù)設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)最大容量，擴(kuò)展內(nèi)存和 I / O 的帶寬。能夠有效避免用戶之間的相互干擾，同時(shí)提供優(yōu)秀的可擴(kuò)展性能，最終達(dá)到最大利用率。”
還有非常關(guān)鍵的一點(diǎn)，Ampere Altra 系列是為云計(jì)算而生，作為云原生 CPU，Ampere 為了優(yōu)化功耗和面積，去除了傳統(tǒng)架構(gòu)不受云歡迎的特性，實(shí)現(xiàn)單核功耗比比傳統(tǒng) CPU 低 67% 以上。
“傳統(tǒng) x86 最大的一個(gè)劣勢是，它們并不是專門為數(shù)據(jù)中心所設(shè)計(jì)，也不是專門為云端、云業(yè)務(wù)所設(shè)計(jì)，過去被用于數(shù)據(jù)中心，也是由于當(dāng)時(shí)除了 x86 CPU 沒有更好的選擇。” Jeff Wittich。
云原生處理器的優(yōu)勢具體可以體現(xiàn)為，由于擁有高核心數(shù)量的優(yōu)勢，每一個(gè)核心僅運(yùn)行一個(gè)單線程，可以表現(xiàn)出比較好的性能和安全性，不用擔(dān)心工作負(fù)載數(shù)量、壓力的增加而導(dǎo)致性能的下降，也可以抵御很多用戶干擾。
Altra CPU 也有比 x86 CPU 更好的可擴(kuò)展性，對(duì)于云計(jì)算客戶也十分有用。
進(jìn)一步拉大與 x86 CPU 的性能差距
Ampere Computing 董事長 Renee James 透露，“我們已經(jīng)就產(chǎn)品的性能和功能申請了數(shù)百項(xiàng)專利，最新的產(chǎn)品 AmpereOne 采用 Ampere Computing 自研核，基于 5nm 工藝，支持 PCIgen5 和 DDR5。新產(chǎn)品已經(jīng)開始送樣，非常期待客戶的反饋。”
“我們即將推出的自研核 AmpereOne，也是以 Arm ISA 為基礎(chǔ)，微架構(gòu)與 Arm 提供的 Neoverse 有非常多區(qū)別，但目前還不能提供過多信息。”Jeff Wittich 透露，“自研核 AmpereOne 能夠完美地與我們現(xiàn)在的產(chǎn)品 Altra 和 Altra Max 云原生處理器互相兼容。從用戶的角度，他們針對(duì) Ampere Altra/ Altra Max 實(shí)現(xiàn)的優(yōu)化，在我們的 AmpereOne 上也可以是完美適用的。除此之外，我們還與編譯器，例如 GCC 和 LLVM 進(jìn)行過相應(yīng)的合作，進(jìn)一步確保我們所有產(chǎn)品的適配性。”
雖然還沒有更具體的信息，但 Ampere 的 CPU 會(huì)進(jìn)一步提升性能和功耗，這無疑會(huì)進(jìn)一步拉大與 x86 CPU 的差距。
不過，Arm 高性能 CPU 還有一個(gè)明顯的短板，那就是軟件生態(tài)。
生態(tài)仍是 Arm 服務(wù)器 CPU 短板
要完善 Arm 高性能計(jì)算生態(tài)，軟硬件都需要不斷提升，Ampere 除了與云平臺(tái)以及硬件的 ODM 和 OEM 合作外，也和技嘉和凌華科技等合作伙伴的開發(fā)套件，用于人工智能和自動(dòng)駕駛等多個(gè)場景，拓展應(yīng)用場景。
Ampere 強(qiáng)調(diào)，其高性能、低功耗的邊緣云原生處理器，還可將功率降至超低的 40W (32C) 或低于 70W (64C)。意味著 Ampere Computing 32 核處理器的功耗比同等的 x86 CPU 低 4.6 倍，能夠開辟其他競爭對(duì)手無法涉足的新領(lǐng)地，如 Cruise 的自動(dòng)駕駛汽車。
當(dāng)然，Ampere 也在探索 AI 以及混合量子計(jì)算的方向。
另外，Ampere 通過設(shè)立 Ampere Developer Program 開發(fā)者計(jì)劃，希望吸引更多開發(fā)者，在開發(fā)者社區(qū)提供 130 多個(gè)應(yīng)用程序，并且每天在網(wǎng)站上進(jìn)行回歸和更新，從數(shù)據(jù)庫到 AI 推理的各種解決方案。
“通過回歸測試，可以保證我們廣泛的適配性，同時(shí)在適配性的基礎(chǔ)上確保高性能的效果。” Jeff Wittich 表示。
但無論如何，Ampere 所選擇的 Arm 高性能計(jì)算生態(tài)，還需要更多企業(yè)和開發(fā)者共同建設(shè)，才能真正與 x86 CPU 在服務(wù)器市場一較高下。
全球綜合數(shù)據(jù)資料庫 Statista 預(yù)測，到 2028 年，Arm 架構(gòu)處理器在數(shù)據(jù)中心和云的市場規(guī)模將達(dá)到 580 億美元，是 2019 年的 14 倍多，市場份額也將從 2019 年的 5% 增長到 25%。
Arm 在數(shù)據(jù)中心的云市場仍然還有一段路要走。
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