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)。客戶每年都期待有性能更高、能效更好，擴展性更好的 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)進一步提升。作為 Arm 高性能服務(wù)器 CPU 提供商的代表，Ampere 進一步提升的產(chǎn)品也意味著Arm 服務(wù)器 CPU 與 x86 服務(wù)器 CPU 的差距將進一步擴大。
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。每個核上僅運行一個單線程，并保持以一致的高頻率全核運行。同時，我們?yōu)槊總€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 在需求增加時會產(chǎn)生遞減回報的使用瓶頸。還采用先進的 DDR 和 PCIe 技術(shù)設(shè)計，可實現(xiàn)最大容量，擴展內(nèi)存和 I / O 的帶寬。能夠有效避免用戶之間的相互干擾，同時提供優(yōu)秀的可擴展性能，最終達(dá)到最大利用率。”
還有非常關(guān)鍵的一點，Ampere Altra 系列是為云計算而生，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 最大的一個劣勢是，它們并不是專門為數(shù)據(jù)中心所設(shè)計，也不是專門為云端、云業(yè)務(wù)所設(shè)計，過去被用于數(shù)據(jù)中心，也是由于當(dāng)時除了 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，每一個核心僅運行一個單線程，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 更好的可擴展性，對于云計算客戶也十分有用。
進一步拉大與 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 Ampere Altra/ Altra Max 實現(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 進行過相應(yīng)的合作，進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 會進一步提升性能和功耗，這無疑會進一步拉大與 x86 CPU 的差距。
不過，Arm 高性能 CPU 還有一個明顯的短板，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 高性能計算生態(tài)，軟硬件都需要不斷提升，Ampere 除了與云平臺以及硬件的 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駕駛等多個場景，拓展應(yīng)用場景。
Ampere 強調(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手無法涉足的新領(lǐng)地，如 Cruise 的自動駕駛汽車。
當(dāng)然，Ampere 也在探索 AI 以及混合量子計算的方向。
另外，Ampere 通過設(shè)立 Ampere Developer Program 開發(fā)者計劃，希望吸引更多開發(fā)者，在開發(fā)者社區(qū)提供 130 多個應(yīng)用程序，并且每天在網(wǎng)站上進行回歸和更新，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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