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核心提示：經(jīng)過(guò)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(chǎng)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
經(jīng)過(guò)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(chǎng)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(shì)。
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。
Arm服務(wù)器CPU將進(jìn)一步擴(kuò)大與x86 CPU的性能差距
Ampere Computing董事長(zhǎng)Renee James
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(kuò)展性更好的CPU，通過(guò)開(kāi)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(shuō)，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(chǎng)
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。
Arm服務(wù)器CPU將進(jìn)一步擴(kuò)大與x86 CPU的性能差距
Altra CPU能夠?qū)崿F(xiàn)高性能的關(guān)鍵是高核數(shù)。
Arm服務(wù)器CPU將進(jìn)一步擴(kuò)大與x86 CPU的性能差距
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。
Arm服務(wù)器CPU將進(jìn)一步擴(kuò)大與x86 CPU的性能差距
“傳統(tǒng)x86最大的一個(gè)劣勢(shì)是，它們并不是專門(mén)為數(shù)據(jù)中心所設(shè)計(jì)，也不是專門(mén)為云端、云業(yè)務(wù)所設(shè)計(jì)，過(guò)去被用于數(shù)據(jù)中心，也是由于當(dāng)時(shí)除了x86 CPU沒(méi)有更好的選擇。” Jeff Wittich。
云原生處理器的優(yōu)勢(shì)具體可以體現(xiàn)為，由于擁有高核心數(shù)量的優(yōu)勢(shì)，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(zhǎng)Renee James透露，“我們已經(jīng)就產(chǎn)品的性能和功能申請(qǐng)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(kāi)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(guò)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(guò)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(méi)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(wú)疑會(huì)進(jìn)一步拉大與x86 CPU的差距。
不過(guò)，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(kāi)發(fā)套件，用于人工智能和自動(dòng)駕駛等多個(gè)場(chǎng)景，拓展應(yīng)用場(chǎng)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(kāi)辟其他競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手無(wú)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(guò)設(shè)立Ampere Developer Program 開(kāi)發(fā)者計(jì)劃，希望吸引更多開(kāi)發(fā)者，在開(kāi)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(kù)到 AI 推理的各種解決方案。
“通過(guò)回歸測(cè)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(wú)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(kāi)發(fā)者共同建設(shè)，才能真正與x86 CPU在服務(wù)器市場(chǎng)一較高下。
全球綜合數(shù)據(jù)資料庫(kù)Statista預(yù)測(cè)，到2028年，Arm架構(gòu)處理器在數(shù)據(jù)中心和云的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到580億美元，是2019年的14倍多，市場(chǎng)份額也將從2019年的5%增長(zhǎng)到25%。
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董事長(zhǎng)Renee James
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(kuò)展性更好的CPU，通過(guò)開(kāi)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(shuō)，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(chǎng)
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。
Arm服務(wù)器CPU將進(jìn)一步擴(kuò)大與x86 CPU的性能差距
Altra CPU能夠?qū)崿F(xiàn)高性能的關(guān)鍵是高核數(shù)。
Arm服務(wù)器CPU將進(jìn)一步擴(kuò)大與x86 CPU的性能差距
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。
Arm服務(wù)器CPU將進(jìn)一步擴(kuò)大與x86 CPU的性能差距
“傳統(tǒng)x86最大的一個(gè)劣勢(shì)是，它們并不是專門(mén)為數(shù)據(jù)中心所設(shè)計(jì)，也不是專門(mén)為云端、云業(yè)務(wù)所設(shè)計(jì)，過(guò)去被用于數(shù)據(jù)中心，也是由于當(dāng)時(shí)除了x86 CPU沒(méi)有更好的選擇。” Jeff Wittich。
云原生處理器的優(yōu)勢(shì)具體可以體現(xiàn)為，由于擁有高核心數(shù)量的優(yōu)勢(shì)，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(zhǎng)Renee James透露，“我們已經(jīng)就產(chǎn)品的性能和功能申請(qǐng)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(kāi)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(guò)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(guò)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(méi)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(wú)疑會(huì)進(jìn)一步拉大與x86 CPU的差距。
不過(guò)，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(kāi)發(fā)套件，用于人工智能和自動(dòng)駕駛等多個(gè)場(chǎng)景，拓展應(yīng)用場(chǎng)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(kāi)辟其他競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手無(wú)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(guò)設(shè)立Ampere Developer Program 開(kāi)發(fā)者計(jì)劃，希望吸引更多開(kāi)發(fā)者，在開(kāi)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(kù)到 AI 推理的各種解決方案。
“通過(guò)回歸測(cè)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(wú)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(kāi)發(fā)者共同建設(shè)，才能真正與x86 CPU在服務(wù)器市場(chǎng)一較高下。
全球綜合數(shù)據(jù)資料庫(kù)Statista預(yù)測(cè)，到2028年，Arm架構(gòu)處理器在數(shù)據(jù)中心和云的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到580億美元，是2019年的14倍多，市場(chǎng)份額也將從2019年的5%增長(zhǎng)到25%。
