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解讀AMD Intel和ARM在服務(wù)器CPU上的廝殺

2017-02-14
關(guān)鍵詞: 處理器 芯片 AMD 微服務(wù)器

來聊一聊通用的“巨無霸”型CPU——服務(wù)器CPU。服務(wù)器CPU,顧名思義,就是在服務(wù)器上使用的CPU。

眾所周知,服務(wù)器是網(wǎng)絡(luò)中的重要設(shè)備,要接受少至幾人、幾十人,或者多至成千上萬人的訪問,因此,對服務(wù)器具有大數(shù)據(jù)量的快速吞吐、超強的穩(wěn)定性、長時間運行等嚴格要求。作為計算機“大腦”的CPU,是衡量服務(wù)器性能的首要指標。

關(guān)于服務(wù)器的CPU類型的區(qū)分,早期延續(xù)了指令系統(tǒng)的方法,通常分為CISC型CPU和RISC型CPU兩類,后來又出現(xiàn)了一種64位的 VLIW(Very Long Instruction Word超長指令集架構(gòu))指令系統(tǒng)的CPU。

目前,在中高檔服務(wù)器中采用RISC指令的CPU主要有以下幾類:

(1)PowerPC處理器;

(2)SPARC處理器;

(3)PA-RISC處理器;

(4)MIPS處理器;

(5)Alpha處理器;

關(guān)于CISC和RISC的定義及區(qū)分,詳見前文,這里只對CISC和VLIW,做一下對比,見下表。

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關(guān)于IA-64的兼容問題,Intel也是煞費苦心。初期Intel為了IA-64處理器能夠更好地運行兩個朝代的軟件,它在IA-64處理器上(Itanium、Itanium2 ……)引入了x86-to-IA-64的解碼器,這樣就能夠把x86指令翻譯為IA-64指令。這個解碼器并不是最有效率的解碼器,也不是運行x86代碼的最好途徑(最好的途徑是直接在x86處理器上運行x86代碼),因此Itanium 和Itanium2在運行x86應(yīng)用程序時候的性能非常糟糕。這也成為X86-64產(chǎn)生的根本原因。

最后值得注意的一點,雖然CPU是決定服務(wù)器性能最重要的因素之一,但是如果沒有其他配件的支持和配合,CPU也不能發(fā)揮出它應(yīng)有的性能。

那么問題來了,同為CPU,服務(wù)的CPU和普通的CPU有哪些不同呢?

1. 服務(wù)器CPU與普通CPU的PK

沒有對比就沒有傷害,請看下面的實例:

一臺普通的P4 3.0 和一臺DELL服務(wù)器的3.0 內(nèi)存都是2G,主頻相同、內(nèi)存相同,它們的差異在哪里?

答案是整體性能的表現(xiàn)不同,因為服務(wù)器CPU設(shè)計要求與前者不同,相關(guān)要求及參數(shù)如下表:

服務(wù)器CPU與普通CPU的設(shè)計要求對比表

解讀AMD、Intel和ARM在服務(wù)器CPU上的廝殺

上表只是設(shè)計的理念上的不同,那么二者在現(xiàn)實中的差異如何呢?

根據(jù)應(yīng)用的不同,兩者的差別很大,關(guān)于這一點,有一個形象的比喻:PC就相當于什么都會的門診醫(yī)生,但是醫(yī)術(shù)不是那么精湛,而服務(wù)器就應(yīng)該是某個方面的專家了,處理能力越出眾,它“?!钡木驮絽柡?。

關(guān)于這個“?!弊值睦斫?,可以從硬件和軟件兩方面來看。

首先從硬件上看,詳細的數(shù)據(jù)如下:

服務(wù)器CPU與普通CPU的硬件參數(shù)對比表

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接下來說說軟件,軟件就主要指操作系統(tǒng),比如熟悉的NT,2000 SERVER,2003 SERVER,LINUX,SOLRAIS和UNIX等等,都是專門針對服務(wù)器設(shè)計的。

不過,CPU的性能主要靠主板和內(nèi)存才能完全發(fā)揮出來,因此服務(wù)器CPU與普通CPU不要混用,這是由于先天性的設(shè)計特點,很多家用電腦的主板是不適合服務(wù)器CPU使用的,即使可以用,很多時候也無法保證發(fā)揮出其性能優(yōu)勢。畢竟尺有所短寸有所長,兩者定位與設(shè)計不同。

2. AMD、Intel和ARM在微服務(wù)器市場的廝殺

目前,全球領(lǐng)先的微服務(wù)器CPU生產(chǎn)廠商有三大巨頭,分別是AMD、Intel和ARM,它們各自在服務(wù)器處理器領(lǐng)域的突出貢獻,那么到底誰稱得上是這個行業(yè)的第一呢?

看到這里,讀者也許會提出疑問:關(guān)于服務(wù)器的CPU,為什么不提IBM呢?

這里不回答,看看前文就知道了。

(1)三大巨頭的技術(shù)PK之路

下面,擺事實,列數(shù)據(jù),請看上述三大巨頭在服務(wù)器方面的發(fā)展簡歷:

芯片廠商在服務(wù)器CPU方面的技術(shù)發(fā)展歷程

解讀AMD、Intel和ARM在服務(wù)器CPU上的廝殺

從以上的服務(wù)器CPU發(fā)展歷程,可以清晰的看到,長期以來,服務(wù)器處理器領(lǐng)域都是Intel和AMD二分天下,從普通的PC機到服務(wù)器,他們一直是“最佳”競爭對手。但隨著服務(wù)器的不斷發(fā)展,低功耗,高性能的微服務(wù)器逐漸成為新的發(fā)展方向,作為后起之秀的ARM服務(wù)器處理器,大有后來者居上的趨勢。ARM架構(gòu)相比Intel的X86架構(gòu)也有其優(yōu)勢,那就是功耗相比后者要低的多,而能耗正成為數(shù)據(jù)中心的一大成本,低功耗的特點讓ARM架構(gòu)在數(shù)據(jù)中心中具有很強的競爭優(yōu)勢。

不過Intel和AMD都在向微處理器領(lǐng)域發(fā)展。

早在2012年底,Intel發(fā)布了最新的Atom S系列的服務(wù)器芯片,此次發(fā)布的Atom S1200處理器中,功耗最低只有6W。Intel表示,采用該芯片,設(shè)備制造商可設(shè)計出高密度、低功耗的微型服務(wù)器產(chǎn)品,應(yīng)用在網(wǎng)站代管、內(nèi)容服務(wù),或是網(wǎng)站前端服務(wù)器上,或是應(yīng)用在需要大量部署服務(wù)器,需要高密度服務(wù)器節(jié)點、降低耗電量的數(shù)據(jù)中心。

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Atom S1200系列處理器

2013年9月,Intel推出低功耗Atom服務(wù)器芯片——代號“Avoton”,作為Atom C2000產(chǎn)品家族中的一員,Avoton芯片將主要應(yīng)用于高密度服務(wù)器。而作為第一代Atom S1200代號“Centerton”服務(wù)器芯片的后續(xù)產(chǎn)品,相比此前的架構(gòu)有了重大的改進。

此后,各大廠商紛紛應(yīng)對,向Intel的低功耗服務(wù)器CPU發(fā)起挑戰(zhàn),最“激動”的莫過于老對手AMD。2016年1月,AMD新的Seattle服務(wù)器芯片開始出貨,它是該公司的第一款ARM架構(gòu)處理器, AMD希望用ARM架構(gòu)服務(wù)器處理器挑戰(zhàn)Intel的統(tǒng)治地位。

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AMD的第一款ARM架構(gòu)服務(wù)器CPU

(2)三大CPU廠商的優(yōu)勢對比

如今在處理器市場,三家可謂都如坐針氈,一個是想進入企業(yè)級領(lǐng)域的新興ARM,另兩個是一直的統(tǒng)治者,三者之間的關(guān)系錯綜復雜,但是他們的競爭是不可避免的,但有競爭就有失敗,下面分三個方面來看一下各自的優(yōu)缺點。

硬件支持

硬件支持是一個處理器成功非常重要的條件,英特爾和AMD在企業(yè)級處理器方面有很多合作伙伴,而ARM雖然發(fā)展勢頭正猛,但是其在企業(yè)級領(lǐng)域方面并沒有經(jīng)驗,其缺少與OEM廠商或ODM廠商,但其在去年拉攏了AMD也許對ARM會有所幫助。

軟件支持

軟件對處理器同樣非常重要,這方面跟硬件方面的情況差不多,ARM在軟件方面支持缺少相應(yīng)的廠商,其支持者主要是開源方面的一些廠商,但是英特爾和AMD在這方面已經(jīng)非常完善。

經(jīng)驗

ARM在處理器市場也有著非常多的經(jīng)驗,而且其特殊的商業(yè)模式讓其在市場上的合作伙伴非常多,但是在面對市場競爭方面,顯然英特爾更有經(jīng)驗,而且英特爾可以說屢戰(zhàn)屢勝。AMD則要稍遜。

3. 國產(chǎn)CPU當自強

在低功耗CPU處理器方面,中國也不甘示弱,取得了令世界矚目的成績。

2016年6月,華為采用自主架構(gòu)的ARM架構(gòu)服務(wù)器芯片已經(jīng)研發(fā)成功,被命名為TAISHAN ARM服務(wù)器芯片,這意味著其在服務(wù)器芯片市場終于要大干一場。

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華為TAISHAN ARM服務(wù)器芯片

2016年8月23日,由中國天津飛騰信息技術(shù)有限公司設(shè)計的一款代號為FT-2000/64的64核中央處理器及其服務(wù)器樣機,在硅谷舉行的一場國際研討會上首次公開亮相,連續(xù)3天的展示吸引了國際同行關(guān)注。

FT-2000/64處理器采用“進階精簡指令集機器”(ARM)架構(gòu),兼容64位指令集,集成64個飛騰公司自主設(shè)計的處理器核心,核心頻率2.0千兆赫茲,浮點運算的峰值速度為每秒5120億次。

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FT-2000/64服務(wù)器CPU

FT2000,它最早亮相于2015年的HotChips大會,代號“火星”,定位于高性能服務(wù)器、行業(yè)業(yè)務(wù)主機等?;鹦翘幚砥鞑捎?8納米生產(chǎn)工藝,主頻為1.5GHz~2.0GHz,功耗100W~120W。

FT2000之所以引人注目還因為在性能方面,其公布的Spec 2006測試中,成績?yōu)檎麛?shù)672,浮點585,足以和Xeon E5-2699v3相媲美,這也是國產(chǎn)服務(wù)器芯片第一次在性能上追平Intel。

又是一場關(guān)于CPU的混戰(zhàn),那么服務(wù)器類CPU將來的發(fā)展如何?誰將成為服務(wù)器CPU的霸主?一切交給時間吧。

 

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