Arm服務(wù)器CPU將進一步擴大與x86 CPU的性能差距

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。 Arm服務(wù)器CPU將進一步擴大與x86 CPU的性能差距

Ampere Computing董事長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。

Arm服務(wù)器CPU將進一步擴大與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將進一步擴大與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。

Arm服務(wù)器CPU將進一步擴大與x86 CPU的性能差距

“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%。