发现ARM“芯”实力!挑衅英特尔实际不是空谈上

在处理器芯片制造领域,英特尔是当之无愧的行业巨头,几乎垄断了PC处理器。与微软的Wintel联盟甚至主导着人们对PC的消费习惯。而移动芯片商ARM却开始挺进服务器市场,力图打破英特尔对该市场的垄断。ARM处理器虽然拥有手机处理器90%的市场份额,平板电脑处理器70%的市场份额,但是在服务器领域还没有占据多少份额。如今,ARM处理器欲进军服务器与Intel展开竞争。

不过,经济放缓正在使整个PC行业陷入十年来最严重的萎缩期。Graham Budd对记者说,ARM针对不同产品有自己的优化方案,况且PC端与移动端的界线越来越模糊。

其实早在2011年,Calxeda公司就向ARM抛出橄榄枝,宣布将会合作设计一款四核心ARM Cortex A9处理器。这与ARM之前宣传的服务器处理器架构非常类似,产品也主打超低功耗多核心应用。并且可以在2U机架空间内部署120颗处理器,总计480个核心,每颗处理器加相应内存功耗仅为5W,每颗核心只有1W左右。

ARM与英特尔的较量,是功耗和性能的较量。在服务器市场,功耗并不是非常敏感的。客户关注的是绝对性能,是性能功耗比。虽然ARM在节能方面很突出,但是其性能功耗比仍不如英特尔处理器。

ARM的高增长让目前略显疲态的英特尔如坐针毡,但是作为PC和服务器处理器市场多年的龙头老大,英特尔深厚的底蕴是ARM一时半会还无法企及的。

ARM的“野心”并不是仅PC端,在微软宣布Windows 8操作系统支持ARM系统仅仅几个月后,也就是2012年7月10,英国IT供应商Boston宣布推出基于ARM架构的新型服务器“Viridis”,并将于几周内开始出货,ARM服务器新时代也将由此开启,拉开了服务器领域与英特尔对抗的序幕!

ARM 和英特尔在各自市场中占有优势的份额。在自身市场稳居高位时,向其他市场渗透,是符合市场规律的。作为芯片高端技术掌控者,ARM与英特尔互相渗透彼此市场也是必然的。然而,ARM是否能够撼动英特尔长期以来在服务器领域的高位?

“英特尔在PC上的模式,很难复制到移动领域。”Graham Budd对记者称,“业务模式决定了ARM更占优势,我们设计处理器架构,能使合作伙伴开发出更适应市场竞争的差异化的芯片,这一点英特尔做不到。”

其上最多能够拥有四颗EnrgyCore ECX-1000处理器;四条mini-DIMM内存插槽,每处理器一条,最大容量16GB;十六个SATA 3Gbps存储接口,每处理器四个。扩展能力出色。

英特尔强调的则是高性能。目前,英特尔至强系列处理器已经升级至四核及六核Sandy Bridge EP/EN.2013年,英特尔将启用16nm制造工艺,2014年新的核心架构也将出现。还有消息称,英特尔正在准备拥有八个核心的全新Atom,以应付ARM在服务器领域的挑战。新处理器的开发代号叫做“Avadon”或者“Abadon”,采用22nm新工艺制造,最多八个核心,专供云计算等低功耗服务器领域。这款处理器还会改用不同于当今的新架构,拥有两条管线,且是乱序执行,同频率下性能可比当前产品提升20%~25%,估计2013年底可以问世。

不过,Strategy Analytics一份报告数据指出,英特尔在智能手机芯片领域的份额仅为0.2%,而基于ARM架构的众多芯片厂商则占据了超过90%的市场份额。

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ARM既不设计芯片,也不生产和销售芯片,而是通过研究和出售核心知识产权来获取利润。其合作厂商获得技术授权,然后在 “ARM核”的基础上增加外围电路和其他功能模块,设计出不同用途的芯片。而英特尔则是一家企业负责从架构、设计、测试到生产的一体化全产业链模式。这种商业模式下的英特尔,控制着行业的技术方向和价格趋势,在服务器领域根基深厚。ARM恐怕很难与之抗衡。

ARM首席运营官 Graham Budd对此显得很淡定,因为 ARM的解决方案很有可能明年就能问市,届时,无疑会给刚刚进入移动端不久的英特尔又一打击。

每颗处理器加相应内存功耗仅为5W,该处理器整合了一个72-bit ECC DDR内存控制器,支持32位物理寻址和800/1066/1333MHz频率的DDR3 1.5V、DDR3L 1.35V内存条,可选单双Bank。

英特尔最近也在致力于减少处理器能源消耗。在Intel Developer Forum 2012大会上,Intel公司正式公布了代号为Haswell微处理器架构的官方信息,Intel表示Haswell将会为个人电脑带来一场新的革命。由于Haswell的功耗将会大幅降低,Intel公司认为Haswell将可以用于所有类型的PC上,包括服务器、台式机、笔记本电脑甚至是平板电脑。Haswell在大幅提升节能性能的同时,丝毫不会对产品性能带来负面影响。这表明,英特尔开始把更多的注意力放在功耗和性能的平衡之上。

此外,戴尔公司曾强调说ARM的软件系统是薄弱的,适用的软件很难找而且价格昂贵,这就导致企业用户将要维护两个独立的软件系统:一种是基于x86架构的,一种是基于ARM的,而这样的维护成本又会增长。

除此之外,这颗处理器还首次集成了80Gb(10Gb×8)交叉光纤切换并支持直通交通(through-traffic),并且可以提供五个10Gb外部通道和三个10Gb内部通道,最多能连接4096个节点,而且还支持动态连接速度控制,1-10Gb任意配置,网络优先级技术则能保证即使节点断电也可维持网络通常。保证服务器响应速度。

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“明年,我们的重头武器big.LITTLE(大小核)技术有望在智能手机中出现。” Graham Budd日前在ARM一年一度的技术大会上对《第一财经日报》记者说,ARM会将高性能的A15架构和低功耗的A7架构放在一颗芯片内,根据负载需要自动切换。

“WinTel”这个数年来看起来牢不可破的阵营被ARM打破,主要是由于ARM的功耗要远远低于后者,而且从当前市场来看,ARM处理器的价格也要远低于英特尔处理器。更重要的是当前市场上手机、智能手机和平板电脑中几乎采用的全是ARM处理器,销售数量甚至是ARM处理器与英特尔处理器之比几乎达到了4:1。

ARM早就意欲染指英特尔的服务器市场份额。ARM推出的64位处理器架构ARMv8,可以支持更大的内存和处理更大的文件,对于科学研究、搜索大型数据等要求高的用户,ARM架构的服务器芯片能够降低服务器的能源成本,节省大量的电力。ARM与高通、NVIDIA等合作伙伴都推出了一些针对密集计算和云计算的措施。这些都表明,ARM意欲挑战英特尔在密集计算和云计算领域的统治地位。

从英特尔与微软数年来牢不可破的阵营“Win-tel”被ARM打破时,就宣告了ARM一条腿已踏进了英特尔死守的PC端。

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此外,由于英特尔长期稳定的地占有市场,用户使用大量与其处理器相匹配的软件。如若转向ARM架构,大量的软件更新也会成为阻碍因素之一。ARM的软件生态系统比较薄弱,适用的软件价格也昂贵,而ARM 和英特尔X86不兼容,如果企业用户要维护两个分别的软件系统,维护成本也不便宜。英特尔商用方案较为成熟,用户可能不会轻易放弃使用英特尔处理器。

就在10月31日, ARM公司发布了首批64位处理器产品Cortex A50系列,意图在移动领域进一步扩大自己相对于英特尔的领先地位,同时进军英特尔占优的服务器市场。

【嵌牛正文】:

ARM处理器强调的是节能。根据惠普的研究,ARM服务器的最大优势是:与传统服务器相比,ARM服务器的能源节省可达89%,占用空间缩小可达94%,总成本降低可达63%.这对于巨型数据中心来说,电费就是他们的第一支出,ARM能节省的能源也就是节省开支。最近英国IT供应商Boston推出基于ARM架构的新型服务器“Viridis”, 单颗处理器 的热设计功耗最高仅有5W,整个2U服务器下来也仅仅300W,仅相当于一台普通的PC机的功耗,这是x86服务器难以匹敌的。

有意思的是,在英特尔挤入移动端的同时,ARM也正在急匆匆地加入英特尔的优势领域。

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虽然K800最终的市场反应并不乐观,却给ARM敲响了警钟:英特尔想成为移动领域的又一个分羹者。

服务器正面:

这个移动芯片领域幕后巨头最大的...

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比如,当需要大量运算的时候,就用A15的核,而如果只是看电子书、听音乐、发短信等简单功能,就用A7的核。这对解决性能和功耗之间的矛盾非常合适。

EnrgyCore ECX-1000处理器采用的是高度集成的SoC片上系统设计,能够同时拥有最多四个ARM Cortex-A9处理器核心,主频在1.1-1.4GHz之间,每核心32KB一级指令缓存、32KB一级数据缓存,所有核心共享4MB ECC二级缓存,整合浮点单元并支持NENO、TrustZone技术,而且每个核心都有独立的供电域以降低整体功耗,最低仅1.5W。

近日,英特尔联合摩托罗拉推出了TD版本的智能手机MT788,这是英特尔与联想合作推出K800之后,在中国市场推出的第二款采用英特尔芯片的智能手机。英特尔和摩托罗拉方面的说法是,足以比拼市面上的四核手机产品。

管理引擎方面,有专门的系统管理的嵌入式处理器和用于频带外通信的以太网MAC,支持动态负载保护的高级电源管理,支持IPMI 2.0、DCMI管理协议,可通过Serial-over-LAN(SOL)进行远程管理,让管理轻松方便,快捷!

据了解,如果是“四核A7四核A15”共8个核的搭配模式,可以节省70%以上的能源。目前,三星已在开始尝试这个不错的想法,将在明年2月的国际固态电路会议ISSCC 2013上详细介绍。

【嵌牛鼻子】:ARM,云服务器,英特尔,SOC

ARM不仅得到高通、三星等一直致力于移动市场的厂商支持,连一直与英特尔缠斗不休的AMD也在今年11月初宣布将计划开发基于ARM架构的服务器处理器。就在今年11月,英特尔的市值已被ARM阵营的高通超越。

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一位行业观察人士对记者称,之所以ARM有底气直面英特尔主要基于两点:一是ARM功耗目前要远远低于后者,二是在价格上ARM处理器的价格也要远低于英特尔处理器。

可以说以前的服务器,如今只是一条“服务器卡片”,加上ECC内存和大容量固态硬盘,整体功耗最低可以做到仅仅5W,典型状态下也不过25W,无需主动散热,只要单路12V电源输入即可满足。可以说功耗方面非常低。

就在人们以为ARM的“野心”仅仅是进军PC的时候,ARM的另一动作让英特尔更为忌惮。

除了处理器,Calxeda还提供了一套四节点参考设计方案“EnergyCard”,采用半高式扩展卡的方式,长度254毫米、高度69毫米,可以轻松放入2U服务器,并通过两个电气边缘接口负责供电、SATA传输和光纤网络传输。

比如英特尔相应的硬件支持已经逐渐完善。而ARM服务器系统制造商则必须自己动手来设计主板,这就无形中增加了生产成本。

集成多种功能:

短板待补

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ARM之所以不断研发新技术死守强势领域,正是因为,在PC市场江河日下之际,对手英特尔将触角伸向了移动芯片领域,急切地希望在智能手机以及平板市场快速打开局面。

而在宣布合作后不久,美国厂商Calxeda就发布了业界第一款基于ARM架构、专门面向服务器应用的处理器“EnrgyCore ECX-1000”。

有媒体报道称,ARM营销和业务开发执行副总裁伊恩·德鲁(Ian Drew)上周表示,这家英国芯片设计公司在传统PC和平板电脑市场的份额将在2013年达到“两位数”,到2015年,仅在传统PC市场的份额就将突破10%。

服务器整体结构:

ARM的来势汹汹足以让英特尔打个寒颤,被英特尔垄断多年的PC和服务器市场很有可能被这个搅局者打破。

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ARM CEO沃伦·伊斯特(Warren East)今年5月接受媒体采访时就表示,与智能手机芯片20美元左右的价格相比,采用ARM架构的PC芯片价格可能略高一些,但仍然远低于英特尔酷睿芯片80美元至200美元的售价。

学号:1600030022 姓名:张俊杰

挑战低功耗

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目前,三星、意法半导体、海思半导体等6家芯片厂商成为首批公开授权的合作伙伴,A50系列架构的芯片也有望于2014年出货。

发现ARM“芯”实力!挑衅英特尔实际不是空谈上海时时乐走势图。【嵌牛导读】:ARM这个在几年前很少被提及的微处理器厂商,如今随着智能手机和平板等终端设备的发展也有了叫板英特尔的资本。甚至在芯片销售量方面远远超过英特尔。在Windows 8系统上与英特尔的正面交锋则宣告了其进军PC和服务器处理器开始。3月8日,据彭博社报道,微软正在测试搭载高通公司基于ARM架构处理器的服务器来运行其Azure云系统。虽然它们还没有为客户提供任何服务,但将来在机器学习、大数据分析和存储等方面必定大有用途。

这个移动芯片领域幕后巨头最大的杀手锏事实上是低功耗处理器架构,然而,在主频和性能不断更新的时代仍然保持低功耗确实是个难题。眼下,包括英特尔在内的竞争对手们都在乐呵呵地旁观ARM如何面对这一挑战。

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处理器中还有四个PCI-E 2.0和一个PCI-E 1.0控制器,支持最多两条PCI-E x8通道和最多四条PCI-E x1/x2/x4通道;SATA控制器支持最多五个SATA/eSATA 3Gbps硬盘;存储卡控制器支持SD 3.0、MMC/eMMC 1.4版标准规范,读写速度最高分别可达416Mbps、832Mbps。

性能方面,根据Calxeda发布的测试数据,EnergyCore ECX-1000性能仍然不及至强E3-1240处理器,但总体来看其性能已经可以与中低端X86处理器相提并论。当然,其核心优势就在于其超低的功耗。

ARM服务器处理器的发布,揭开了围绕人们多时的迷雾,于是人么开始把关注点移到ARM服务器上面,虽然ARM与惠普、戴尔合作密切,但是真正ARM服务器一直在测试阶段,并没有推出代表性的产品。而最近英国IT供应商Boston推出基于ARM架构的新型服务器“Viridis”,并表示将于几周内开始出货,可以说是ARM的的一个新时代的开启。

集成“服务器条”:

SoC片上系统设计解析:

发现ARM“芯”实力!挑衅英特尔实际不是空谈上海时时乐走势图。而高通数据中心的产品主管Ram Peddibhotla也提到,“我们与微软的合作是长期而多方面的。”

虽然尚不清楚微软会采购多少ARM的芯片,但据微软Azure云部门副总裁Jason Zander透露,微软已经对其合作伙伴做出了“重大的承诺”。同时,微软还对服务器设计制定了开源的策略,也就意味着其可以被其他云服务器厂商采用,从而进一步降低云服务器的价格,形成一个良性循环。

随着技术的不断成熟,ARM可以说是处理器市场Intel最大的竞争对手。

Viridis服务器:Viridis单词是一个演变自“Green”(绿色)的拉丁词汇,以之命名自然是凸显服务器的低功耗、高能效特点。面对以性能见长的x86,这必然会成为ARM系的关键利器。挑战Intel最大的武器。

而对于ARM来说,已经在移动处理器市场占据了主导地位,尤其是以能耗低而闻名。但他们却还将触角伸向了超级计算机领域,这就明显触及了英特尔的利益。ARM专门为超级计算开发了设计了新的芯片架构,富士通当即宣布将使用该芯片制造一个名为Project-K的超级计算机。

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低功耗是此款服务器的最大特色,单颗处理器的热设计功耗最高仅有5W,整个2U服务器下来也仅仅300W,仅相当于一台普通的PC机的功耗,这是x86服务器难以匹敌的。

每台2U机架式服务器内有十二块高密度集成板,每一块都有四颗处理器、四条4GB DDR3 miniDIMM内存插槽、四个SATA接口(参考方案十六个),另外还增加了一个类似PCI-E扩展卡的辅助PCB,通过10Gbps以太网连接与主板互联。

此款服务器采用的是ARM SoC处理器“EnrgyCore ECX-1000”,此款处理器主频为1.4GHz,属于高频版,每颗包含四个Cortex-A9核心,一个标准2U机架内可配置最多48颗,乘以4后最多高达192个核心。

【嵌牛提问】:与英特尔相比ARM处理器的优势有哪些?ARM未来将会被应用到哪些领域?

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发现ARM“芯”实力!挑衅英特尔实际不是空谈上海时时乐走势图。微软选择ARM处理器的首要原因就是ARM处理器便宜,而且能源消耗较低。这就会降低微软的云服务器的价格,带来更高的性价比,自然也就会吸引更多客户。

EnrgyCore ECX-1000

不过对于ARM架构来说,能在服务器上使用的操作系统和软件都很有限。Windows Server暂时不要想了,Windows 8暂时仅在消费级领域支持ARM。推荐的是Canonical Ubuntu 12.10、Red Hat Fedora 17,并表示Perl、Python、MySQL等流行软件也支持,但优化程度还有待观察。

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