日前,Oracle云基礎架構工程執行副總裁Clay Magouyrk發表了一篇題為《Arm-based cloud computing is the next big thing: Introducing Arm on Oracle Cloud Infrastructure》的文章。在文章中,他首先指出,市場正在發生變化,Arm處理器也從過往的智能手機,越來越越多的走向邊緣設備、PC、筆記真電腦,甚至服務器。“Arm處理器現在無處不在”,Clay Magouyrk強調。
按照Clay Magouyrk的說法,之所以Arm能夠在多個領域與競爭對手展開競爭,主要是因為Arm首先具備了較低的成本和功耗,而經歷了多年的推動,Arm也在性能方面上面有了大幅度的提升。為此在他看來,Arm服務器在未來將成為絕對的性能領導者,并將帶來如性能一致性和增強安全性等優勢。現在也是開發人員使用Arm構建下一代應用程序的時候了。
作為一個云技術供應商,Oracle在看到這個趨勢之后,加快了擁抱Arm服務器的進度。為此他們宣布了基于Arm芯片的Oracle云基礎架構Ampere A1計算平臺。據Clay Magouyrk在文章中所說,Ampere A1平臺是云計算中的性價比領導者。根據行業標準SpecInt和SpecFP基準,Ampere A1的價格性能是同類基于Arm的服務器實例的2.5倍,而價格性能則是同類基于x86的Intel Skylake或AMD Naples實例的4倍或更高。
能獲得這樣的優質表現,主要倚仗于芯片設計公司Ampere Computing的Altra處理器。而作為Arm服務器芯片市場的佼佼者,這家初創企業面向未來做好了新的準備。
Arm服務芯片市場的后起之秀
正如Clay Magouyrk在文章中所說,在過去的幾十年中,服務器CPU架構之間存在激烈的競爭,SPARC,MIPS和POWER等架構在過去也都曾占有一席之地。但最后,x86架構取得了最后的勝利,并在這個市場中占據了主導地位,拿下了超過90%的市場。
因為服務器市場擁有巨大的成長空間,這就吸引了在移動市場呼風喚雨的Arm注意。行業芯片專家Winnie Shao在其文章《Arm服務器芯片編年史》中介紹,自2008年開始,Arm及其合作芯片廠商已經對服務器芯片市場發動了三次沖擊,歷經了前兩次的失敗之后,Arm服務器芯片終于在第三次沖擊迎來了開花結果,而Ampere Computing正是在這個階段成長起來的。
Ampere Computing官網顯示,公司成立于2018年2月,愿景是解決新興的超大規模云應用和下一代數據中心在內存性能,成本,空間和功耗方面存在的限制。Ampere 誕生并服務于私有云和公共云,為客戶提供可靠的 64 位 Arm服務器處理器,內存性能更高而總體擁有成本(TCO)大幅下降。公司已獲凱雷集團投資。到了2019年,Ampere Computing宣布,公司又拿到了包括Arm和Oracle在內的多家公司的投資。
在獲得資本青睞的同時,Ampere Computing也分別在2018年9月和2020年6月推出了eMAG處理器和業界首款80核服務器處理器Ampere Altra。2020年6月,Ampere Computing更是宣布了業內首款擁有最多內核數量(128個)的系列產品—— Ampere Altra Max。
據介紹,采用Ampere Altra Max的應用將能充分發揮橫向擴展和彈性云架構優勢。它同時兼容Ampere 80核的Altra處理器,并支持雙路服務器平臺。此外,它還將為行業帶來最高的插槽級性能和I/O可擴展性。
Ampere Computing首席產品官Jeff Wittich在接受半導體行業觀察等媒體采訪的時候也強調,Altra和Altra Max的可預測的高性能、高可擴展性和高能效的特性是其最重要的三點,這也是對云原生非常重要的方面。
他進一步指出,因為具備可預測的高性能。所以客戶在使用Ampere 的Altra和Altra Max處理器時,不僅可以在性能上超越X86,而且還能夠以獨特的云端特征超越它;同時,因為處理器的性能非常穩定,即使同時有很多用戶,并且有許多不同的工作負載,也可以流暢運行。
在提升芯片性能的同時,Ampere還和業界合作伙伴攜手,極力推動Arm服務器芯片生態系統的建設。
Renee James舉例說:“作為一家開放的公司。Ampere應云而生,使用開源軟件、參與開源項目,并通過云與大家分享其所有的產品信息。”“Ampere有一個非常強大的編譯器團隊,也有非常優秀的做內核的團隊。所以我們做了很多的工作來優化編譯器,比如C編譯器、GCC等等。而且我們也優化了Linux kernel。我們的目標是持續為優化做出貢獻,為開源社區作出貢獻。而不僅僅只是做我們自己的編譯器。”Jeff Wittich補充說。
憑借這些高性價比的產品和在生態方面的投入,Ampere Computing在過去幾年里和微軟、騰訊、Oracle、UCloud和字節跳動等領先廠商建立和合作。而在機遇Arm自身的IP設計了幾款產品之后,Ampere Computing發布了全新的路線圖,以踐行公司為云和數據中心帶來創新的目標。
全新的路線圖
在介紹公司過去幾年進展的時候,Ampere Computing董事長兼首席執行官Renee James表示,作為Arm架構的授權方和重要合作伙伴,Ampere在早期產品中就已經使用了Arm的IP。但與此同時,公司也在開發屬于自己的IP。
“我們從一開始就在努力開發自己的核和IP,為未來的產品做準備。基于我們自研Ampere核心的,使用5nm工藝打造的新一代處理器也將于2022送樣”,Renee James強調。
關于這個5nm芯片的具體細節,Ampere并沒有說太多,但在問到為何自研核心的時候,Jeff Wittich告訴記者:“公司目前的Altra和Altra Max處理器均采用來自ARM的N1內核,產品的性能表現也非常出色。但因為我們開發的產品是專門針對于云,而不是其他數據中心的應用或者其他客戶的應用。更重要的一點,那就是我們一定要給客戶提供專門定制化的服務,來打造客戶所需求的功能。這就需要我們建立從微架構開始一直向上自己研發產品,才能滿足客戶的需求。”
“從性能這個角度來考慮,Ampere希望能夠進一步地優化微架構,來實現更高層級的性能。我們可以持續增加內核數量,能夠保證這個環境是獨立的,內核之間都是相互隔離的,不會相互干擾,我們可以提供更低的功耗,能夠搭載客戶需求的創新的云服務器性能。而且,通過使用我們的自研內核,可以加快處理速度,效率更高。”Jeff Wittich接著說。
在談到公司芯片未來發展得時候,Renee James表示,Arm服務器市場其實是一個全新的市場,而Ampere對這個市場志在必得,并研發出了前所未有的高性能云服務器處理器。
Ampere未來五年的產品路線圖會更富創新性,性能更高、功耗更低,并且為云端賦予更多獨特的功能。此外,基于Ampere不斷地發明創新,在未來五年內我們仍將持續有所突破。
Ampere Computing的CTO Atiq Bajwa 同時也指出,公司的目標主要為云計算打造最佳的處理器。這意味著Ampere可以堅定不移地吧注意力放在對云是重要的元素上,不必受到傳統軟件堆棧和其他細分市場(如客戶端、HPC和企業數據中心等)的束縛。
“Ampere的愿景是建立云優化的產品,能夠在數據中心工作負載上提供最佳的性能,能在單線程或vCPU層面和單芯片性能都有最佳表現,實現可擴展至大量線程的性能、穩定一致的性能、可預測的性能,并能在避免安全漏洞的同時,實現高效的性能,還可以提供每核最低的功耗和每瓦最高的性能”,Atiq Bajwa 強調。“Ampere能提供現代云計算軟件所的架構支持,以及與規模相應的穩健性和可控性。我們提供的架構組成,能夠靈活地響應客戶獨特的需求”,Atiq Bajwa補充說。
他進一步指出,公司未來的創新方向將包括技術、工具、方法、IP、軟件、設計方法、封裝、大批量生產和平臺設計等多個方面,這樣就能讓公司有能力給客戶提供差異化的價值。
“我們將繼續每年推出新產品,為用戶提供最高的性能,包括單個vCPU、服務器、機架以及最多核數量和最高的每瓦特性能,以上都是云原生計算至關重要的指標。我們有著清晰的戰略計劃,那就是致力成為云原生領域的領導者。我們同時也關注客戶的創新動向,看他們需要我們提供哪方面的創新服務”,Jeff Wittich最后強調。