尽管在服务器和桌面系统,x86体系架构依然占据着统治地位,但是已经有一小部分用户开始将ARM芯片融入到这个领域当中。
主攻:低功耗服务器
这些年来,ARM芯片在手机和平板电脑领域发展得"顺风顺水",其手机市场占有率已经超过了90%。ARM公司本身并不制造芯片,只出IP CORE,也就是芯片设计核心授权。三星、德州仪器和高通等公司通过购买ARM的License(许可证)去得到IP CORE的使用权,并基于此开发设计自己的芯片。
虽然时下大部分最新的ARM芯片设计都在向服务器芯片靠拢,例如,具备40位内存寻址和虚拟化扩展能力,但在整体性能上,ARM芯片还是无法与英特尔或者AMD处理器相提并论,因此他们如果应用到服务器上,无法成为x86体系架构强有力的竞争对手。
不过,ARM的主要目标是低功耗服务器和桌面系统。戴尔副总裁兼服务器平台总经理Forrest Norrod表示:"一些客户确实对低功耗ARM处理器表现出浓厚兴趣,因为这关系到数据中心的耗电和密集度等问题。"
英特尔也感受到了来自ARM芯片的压力。因为很多公司都在制造ARM芯片,这相当于从不同的方向同时发动了进攻。例如,戴尔承认他们已经在开发基于ARM处理器的服务器,去年11月,半导体厂商马维尔(Marvell)发布了基于ARM架构的四核服务器芯片,首次将ARM芯片设计引入服务器市场。甚至连谷歌也在采取相应的行动–去年谷歌收购了一家技术新兴企业Agnilux,据传闻这家公司就是专门从事ARM服务器设计的。
最近向ARM抛出橄榄枝的公司是Calxeda(原名Smoothstone)。该公司宣布将设计一款四核心ARM Cortex A9处理器。与之前ARM宣传的服务器处理器类似,此次Calxeda的产品也主打超低功耗多核心应用。新产品可以在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。
从Calxeda公布的资料来看,ARM架构服务器的性能功耗比是x86服务器的5~10倍,再考虑价格因素则可以达到15~20倍。
目前看来,多核低功耗服务器是ARM与英特尔、AMD展开正面较量的第一战场。戴尔、IBM等厂商也在推基于x86处理器的多核低功耗服务器。例如,戴尔最新推出的基于AMD皓龙6100处理器的PowerEdge C6145服务器,核心数高达96颗。但是,业界普遍认为,ARM的处理器比传统x86处理器更加节能,相同功耗下核心数量更多,更加适合较轻负载下的多任务执行。如果大规模部署至数据中心,将会节省大量电能,从而实现更高效的绿色环保。
由于这种多核服务器也可用于高性能计算领域,因此,ARM不仅可能会对服务器领域产生影响,而且还会波及到高性能计算这种高端领域。例如,英伟达(NVIDIA) 在2011年国际消费类电子产品展览会(CES 2011)上宣布其"丹佛计划(Project Denver)",即打造基于高性能ARM架构的CPU核心,用来支持高性能桌面和服务器。
不足:生态环境薄弱
不过,你也不能指望基于ARM芯片的服务器或桌面系统会迅速充斥我们的世界。
现在芯片是有了,那其他的硬件又如何呢?虽然ARM芯片可以使用与x86计算机同样的DDR内存和硬盘,但是请看看附近的计算机提供商,你会发现没有哪款主板是支持ARM芯片的。
与市场已经非常成熟和完善的英特尔和AMD不同,ARM服务器或者桌面系统制造商则必须自己动手来设计主板,但这么做成本就便宜不了。尽管目前从市场上可以买到一些ARM开发板,,但是只能用于嵌入式系统的软件研发。
从另一方面来看,ARM芯片所使用的片上系统(SoC)意味着芯片本身包含某些有助于降低成本的必要的芯片集逻辑。不过如果一个主板上使用了两个或者更多的ARM芯片,那么就需要逻辑控制器来进行互联,这就是属于花费昂贵的定制芯片。
还有一个重要的障碍是软件。微软目前正在着手开发适用于ARM芯片的Windows体系架构,但是看起来他们更加侧重的是将Windows操作系统应用到基于ARM芯片的移动设备上,而不是将ARM芯片提升到与x86平台同样的地位。戴尔还强调说ARM的软件生态系统是薄弱的,适用的软件价格也很昂贵,并且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。显而易见,这样的维护成本也不会便宜。
当然,也有红帽和NOVELL这样全面支持ARM芯片的巨头,但是企业用户在全面过渡到新的体系架构之前,希望看到的是整个产业链的支持。
此外,我们应该注意到,现在所有的ARM芯片都是32位的,而x86世界遍地都是64位,英特尔最新的x86芯片Atom处理器还支持64位扩展。并且,ARM首席执行官Warren East今年年初还表示并不急于设计64位计算机芯片。
伊斯特说:"目前,对于服务器应用程序来说,没有64位计算机芯片也并非是一个壁垒,因为32位芯片能相当好地适应多核芯片的服务器配置。"ARM即将发布的Cortex-A15是一款32位芯片,可以扩展至40位。ARM计划在该款芯片推出之后才考虑设计64位芯片。
有趣的是,就在East公开发表该番言论一个月之后,英伟达就透露了"丹佛计划",显示出ARM已经与英伟达已经在合作开发64位新架构。
美国市场研究公司Gabriel Consulting Group首席分析师Dan Olds表示,如果ARM希望成功进入服务器芯片市场,它早晚要开发64位芯片。
Mercury Research首席分析师Dean McCarron则认为ARM在服务器市场还有很长的路要走。"绝大多数的软件都是基于x86架构。一些公司也并不想对ARM架构进行,尤其是涉及到关键应用。而英特尔至强服务器的RAS(可靠性、可用性和可服务性)十分出色,具有很强的数据错误处理能力,能够确保服务器长期正常运行。" McCarron说。