颠覆和突破：AMD ARM启征程

阿基米德曾说，给我一个支点，我可以撬起地球;而今，只需一个契机，ARM将颠覆数据中心。

数年前，如果说ARM将成为数据中心的颠覆力量，无数人将对此嗤之以鼻，即便是在移动端风生水起，ARM这个小家伙又怎能承担起数据中心的繁重负载?而今，随着全球首款64位ARM服务器处理器的临近，人们已经不再怀疑ARM入主数据中心的实力，ARM将为数据中心带来全新的轻量化应用风潮。

从机械时代到电子时代的转变造就了IBM，从主机时代到个人电脑时代的转变造就了苹果和微软，从Web 1.0时代到社交网络时代的转变造就了Facebook——当我们回顾IT工业史，不难发现这些领导者的成功之处在于扣住了时代的脉搏，如今，一个新时代的来临，又将ARM推到了潮头之上。

大数据开启ARM新机会

我们正在走向一个“大数据”的时代：移动互联技术、云计算快速发展，负载变得越来越复杂，PC、笔记本、平板、智能手机，各式各样的终端设备每天都在产生着大量的不同类型的数据，文字、图片、语音、视频…在接下来的八年，预计全球将有20亿的人接入互联网，到2020年，全球数据将增长到34ZB，这比人类历史上产生的所有数据都要多。

这个时代的另一个变化是几乎所有的这些数据都要进入数据中心，这给数据中心的响应能力、空间、能耗带来前所未有的挑战。比如搜索，当百万级的用户同时发出需求由数据中心来响应，数据中心需要在很短的时间内同时、同步来响应，这就可能导致传统数据中心达到功耗上限，或者难于处理这种海量小工作负荷的工作需求而响应缓慢。

实际上这些负载并不复杂，比如Web、搜索、大数据分析等，但如果大量的轻负载并发，数据中心所需要处理的负载就非常惊人了。于是，大数据时代的数据中心在寻求一种能够以较低的功耗有效处理大量并行化、轻量化负载的方法，而ARM处理器所具备的的多核心、高并行、低功耗的特性正好满足了数据中心的这种新需求。

自2010年起，ARM将进入数据中心领域的消息多了起来，不过，起初的消息还是捕风捉影，更多的还是分析师们的预测。随后，Facebook等大型互联网厂商开始定制ARM服务器、Marvel等芯片开始ARM服务器芯片的研发、戴尔和惠普等服务器制造商开始测试ARM服务器，让ARM进军数据中心的路线逐渐清晰了起来;2012年10月，AMD发布重磅消息，宣布将推出64位ARM服务器芯片，自此，ARM明确表现出了对数据中心的野心，即将对x86展开攻势。

32位ARM面临难题

尽管众望所归，ARM的数据中心征程并非是一帆风顺。

目前来看，即使ARM对数据中心雄心勃勃，但真要实现大范围应用还要迈过“三座大山”。首先，直到现在ARM还仅基于32位架构，但如今大多数服务器应用都已经转向64位，比如Hadoop，32位ARM已经落后于时代;ARM缺乏软件支持，尽管ARM已经支持Linux系统，但支持的应用软件有限;ARM还缺乏优秀的内存控制器和缓存一致性功能，性能也偏低，还难于应对主流服务器应用。

故而，虽然数据中心看好ARM、期待ARM，但如今ARM服务器仅仅实现了小范围应用，如Facebook、百度等具有强大研发实力的互联网巨头，普通用户还是难以承担大量的移植和研发工作，也难以承担兼容性带来的风险。

叫好不叫座，还仅限于32位架构的ARM处于这样一种尴尬的局面。那么，ARM服务器终究会是一种“看上去很美”的东西么?

笔者并不这么认为。技术的发展总是以需求为导向，强烈的数据中心新需求也足以推动ARM进一步进化。现在ARM所需要的是能够在技术上实现突破、实现64位架构、完善软件环境及生态圈，而这些正是芯片制造商AMD正在从事的事情。

AMD和它的64位ARM

AMD在服务器市场有着十余年的经验，并且首先推出了64位的x86处理器，因此它的ARM路线很清晰，并没有将精力耗费在并不符合服务器应用需求的32位ARM架构上，而是稳扎稳打，专注于64位ARM服务器芯片的研发。在64位ARM的诞生过程中，AMD也并不急着做先锋，而是要做出最棒的产品。

事实上AMD的动作并不慢，在2014年第一个月还没结束，AMD就推出了代号“西雅图”的Opteron A1100处理器，成为全球首家提供64位ARM服务器处理器的公司。“西雅图”基于64位 ARM Cortex-A57架构，采用SoC单芯片设计，具有四个或八个核心，频率超过2GHz，制造工艺28nm，规格上已经全面领先当前的32位ARM芯片。

AMD的ARM处理器并不仅仅是将32位架构升级到了64位，而是全面进行了升级。在缓存方面，“西雅图”每两个核心共享1MB L2缓存，最大4MB;所有核心共享8MB L3缓存。内存方面有着巨大创新，集成了能够支持DDR3/DDR4的内存控制器，也就是说，未来AMD ARM将支持DDR4内存，这是一个显著的进步。内存容量最大支持128GB，平均每核心16GB，使得AMD ARM为虚拟化应用做好了准备。

其他的创新还包括“西雅图”集成了服务器caliber加密与压缩协处理器;集成PCI-E 3.0总线控制器，可支持1个x8或者两个x4接口;集成SATA 6G控制器，最多支持8个接口;此外集成了10Gb以太网接口。——这种SoC系统级芯片设计大大降低了服务器的尺寸，同时降低了能耗，更加适合高密度的数据中心部署环境。

当然，仅仅有芯片是不够的，相比x86服务器，ARM还缺乏共同的、广泛的软件生态系统，“众人拾柴火焰高”，在ARM市场有着长远目标的AMD自然懂得这个道理。

为了推动ARM软件生态系统的建立，AMD积极联合合作伙伴，推出了针对64位ARM服务器CPU设计的全面开发平台，其中包括Micro-ATX封装的评估板与综合软件套装，如标准UEFI启动环境、基于Fedora的Linux环境、标准Linux GNU工具链、平台设备驱动器、Apache网络服务器、MySQL引擎以及PHP脚本语言，能够在64位ARM环境下工作的Java7和Java8版本等。

完善的开发工具能让用户更加容易开发基于AMD ARM的应用，这将大大拓宽AMD ARM服务器的应用领域。为了进一步完善ARM的软件生态系统，AMD加入了非盈利组织Linaro，这个组织的成员包括ARM、AMD和多家软件公司，每一个成员公司要向Linaro分享工程师的资源。自2012年下半年起，AMD已经贡献了200名工程师参与ARM软件的开发，大力推动ARM生态系统的建立。

此外，AMD还是SBSA规范(Server Base System Architecture)最早的创始成员之一，SBSA是为了解决ARM架构服务器软硬件标准不统一问题，由ARM、AMD、戴尔、HP等硬件公司，以及Canonical、Citrix、Linaro、微软、Red Hat、SUSE等软件公司和组织所发起的基础架构规范，这个规范的问世让ARM服务器开发过程更简单，加速了ARM服务器从芯片、软件到终端产品的部署过程，也使得操作系统厂商和ISV能更容易的推出ARM服务器解决方案。

想要做好服务器，硬件，软件，生态系统一个都不能少，AMD在服务器市场的丰富经验在这时候发挥了作用，使得64位ARM服务器有条不紊的行进着。据透露，AMD将在Q2提供64位ARM芯片样品，并在第四季度大规模上市。

AMD ARM启征程

2013年ARM处理器发货量达到了80亿颗，x86处理器是1300万颗。AMD公司全球副总裁兼服务器事业部总经理Suresh Gopalakrishnan先生曾预测到2019年ARM服务器处理器出货量将占到总体市场的20%~25%，ARM服务器处理器极具市场潜力。

正因如此，ARM服务器处理器市场赢得了多家厂商的青睐，Applied Micro、Marvell等厂商同样在紧锣密鼓的准备着64位ARM处理器的上市，互联网巨擘谷歌也宣称将自行设计ARM服务器芯片，三星也准备进入该市场分一杯羹。看上去，AMD的ARM之路并非是一条坦途，未来同样要面临激烈的竞争。

现在断言AMD能否成为ARM服务器市场领导者还为时过早，但可以肯定的是，AMD是诸多竞争厂商中有着独特优势的一家。

首先，AMD是全球首家推出64位ARM服务器芯片的厂商，这有助于AMD在市场上抢得先机，树立优势地位。此外，AMD在过去的十年中积累了深厚的服务器专长和经验，这是其他ARM厂商所无法比拟的。“AMD是唯一一家有这样的专长的公司，而刚刚进入服务器领域的公司还需要学习和积累”，Gopalakrishnan先生曾经对此展示出强烈的自信。

2012年，AMD收购低功耗服务器厂商SeaMicro，所获得的Freedom互联架构也为AMD增添了优胜砝码。Freedom互联架构能够在集群中连接计算、存储和网络，使得每个机架能超过1000个核心、数TB的内存、每插槽超过10Gb/s带宽、并实现PB级的存储容量，该架构能显著提升ARM服务器的效率，这也是其他ARM厂商所不具备的。

在生态系统方面，AMD及时推出了ARM服务器处理器配套的评估板和完善的开发工具，并积极参与ARM服务器规范的制定，这有助于让AMD更快速的推动将ARM服务器的应用落地，同时为推动整个ARM服务器生态圈的建立起到积极作用。此外，AMD有着广泛的客户和合作伙伴基础，包括云服务器提供商、互联网公司、电信、金融、政府等，有助于和AMD在ARM服务器方面的进一步合作。

除此之外，AMD近年来开始向SoC厂商转型，未来AMD传统的芯片业务将仅占50%，而剩下的50%将来自于包括嵌入式、高密度服务器和半定制化产品，而ARM处理器则是AMD转型策略中的重要一环，AMD透露，其ARM服务器芯片有着长期的路线图。对于用户来说，AMD对ARM有着长期的规划并寄予厚望，更能赢得用户的信心和认可。

当数据中心走到变革的临界点，64位ARM服务器处理器的问世无疑带来了一个契机，AMD作为其中的一个有着鲜明特点的玩家，我们期待着它在不久后的这场变革中能有让人惊艳的表现。对于AMD来说，这或许将成为其历程中一个重要的转折点。