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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(lái)聊一聊通用的“巨無(wú)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(wàn)人的訪問(wèn),,因此,,對(duì)服務(wù)器具有大數(shù)據(jù)量的快速吞吐、超強(qiáng)的穩(wěn)定性,、長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行等嚴(yán)格要求,。作為計(jì)算機(jī)“大腦”的CPU,是衡量服務(wù)器性能的首要指標(biāo),。

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(lái)又出現(xiàn)了一種64位的 VLIW(Very Long Instruction Word超長(zhǎng)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(duì)CISC和VLIW,,做一下對(duì)比,見下表,。

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關(guān)于IA-64的兼容問(wèn)題,Intel也是煞費(fèi)苦心。初期Intel為了IA-64處理器能夠更好地運(yùn)行兩個(gè)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(gè)解碼器并不是最有效率的解碼器,,也不是運(yùn)行x86代碼的最好途徑(最好的途徑是直接在x86處理器上運(yùn)行x86代碼),因此Itanium 和Itanium2在運(yùn)行x86應(yīng)用程序時(shí)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(diǎn),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(wèn)題來(lái)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(duì)比就沒有傷害,,請(qǐng)看下面的實(shí)例:

一臺(tái)普通的P4 3.0 和一臺(tái)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?yàn)榉?wù)器CPU設(shè)計(jì)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(jì)要求對(duì)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(jì)的理念上的不同,,那么二者在現(xiàn)實(shí)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(diǎn),有一個(gè)形象的比喻:PC就相當(dāng)于什么都會(huì)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(gè)方面的專家了,處理能力越出眾,,它“?!钡木驮絽柡Α?/p>

關(guān)于這個(gè)“?!弊值睦斫?,可以從硬件和軟件兩方面來(lái)看。

首先從硬件上看,詳細(xì)的數(shù)據(jù)如下:

服務(wù)器CPU與普通CPU的硬件參數(shù)對(duì)比表

解讀AMD,、Intel和ARM在服務(wù)器CPU上的廝殺

接下來(lái)說(shuō)說(shuō)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(duì)服務(wù)器設(shè)計(jì)的,。

不過(guò),,CPU的性能主要靠主板和內(nèi)存才能完全發(fā)揮出來(lái),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(jì)特點(diǎn),,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(shí)候也無(wú)法保證發(fā)揮出其性能優(yōu)勢(shì),。畢竟尺有所短寸有所長(zhǎng),兩者定位與設(shè)計(jì)不同,。

2. AMD,、Intel和ARM在微服務(wù)器市場(chǎng)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(xiàn),,那么到底誰(shuí)稱得上是這個(gè)行業(yè)的第一呢,?

看到這里,讀者也許會(huì)提出疑問(wèn):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(shí),列數(shù)據(jù),,請(qǐng)看上述三大巨頭在服務(wù)器方面的發(fā)展簡(jiǎn)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(zhǎng)期以來(lái),,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(jī)到服務(wù)器,,他們一直是“最佳”競(jìng)爭(zhēng)對(duì)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(lái)者居上的趨勢(shì),。ARM架構(gòu)相比Intel的X86架構(gòu)也有其優(yōu)勢(shì),,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(diǎn)讓ARM架構(gòu)在數(shù)據(jù)中心中具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),。

不過(guò)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(jì)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(diǎn),、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(hào)“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(hào)“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(jìn),。

此后,各大廠商紛紛應(yīng)對(duì),,向Intel的低功耗服務(wù)器CPU發(fā)起挑戰(zhàn),,最“激動(dòng)”的莫過(guò)于老對(duì)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A(yù)RM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A(yù)RM架構(gòu)服務(wù)器CPU

(2)三大CPU廠商的優(yōu)勢(shì)對(duì)比

如今在處理器市場(chǎng),三家可謂都如坐針氈,,一個(gè)是想進(jìn)入企業(yè)級(jí)領(lǐng)域的新興ARM,,另兩個(gè)是一直的統(tǒng)治者,三者之間的關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜,,但是他們的競(jìng)爭(zhēng)是不可避免的,,但有競(jìng)爭(zhēng)就有失敗,下面分三個(gè)方面來(lái)看一下各自的優(yōu)缺點(diǎn),。

硬件支持

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

軟件支持

軟件對(duì)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(yàn)

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

3. 國(guó)產(chǎn)CPU當(dāng)自強(qiáng)

在低功耗CPU處理器方面,,中國(guó)也不甘示弱,,取得了令世界矚目的成績(jī)。

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(chǎng)終于要大干一場(chǎng),。

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華為TAISHAN ARM服務(wù)器芯片

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

FT-2000/64處理器采用“進(jìn)階精簡(jiǎn)指令集機(jī)器”(ARM)架構(gòu),,兼容64位指令集,,集成64個(gè)飛騰公司自主設(shè)計(jì)的處理器核心,核心頻率2.0千兆赫茲,,浮點(diǎn)運(yùn)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(huì),代號(hào)“火星”,,定位于高性能服務(wù)器,、行業(yè)業(yè)務(wù)主機(jī)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?yàn)樵谛阅芊矫?,其公布的Spec 2006測(cè)試中,成績(jī)?yōu)檎麛?shù)672,,浮點(diǎn)585,,足以和Xeon E5-2699v3相媲美,這也是國(guó)產(chǎn)服務(wù)器芯片第一次在性能上追平Intel,。

又是一場(chǎng)關(guān)于CPU的混戰(zhàn),,那么服務(wù)器類CPU將來(lái)的發(fā)展如何?誰(shuí)將成為服務(wù)器CPU的霸主,?一切交給時(shí)間吧。

 

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