高效節能的口號來描述近幾年處理器的發展道路再合適不過了,眾多廠商尋求更加節能的產品,ARM入侵處理器,更是給市場帶來了一場不小的風波。而讓數據中心使用低功耗服務器的想法已經不新鮮了。不單是微服務器這個想法,其實,這種變革已經有一段時間了。
但是,我們在電話和日常設備中使用的處理器架構可以在未來的數據中心大有作為的這一想法是很有意思的,因為我們正在經歷著數據中心的變更需求。在ARM與英特爾正進行市場的早期推廣之際,我們曾與這兩家公司探討了他們對微服務器市場的愿景,并把AMD新收購的SeaMicro微服務器部門加入其中,以代表廠商觀點。
微服務器是一個相當新的術語,我們最近越來越多的聽到這種說法。通常,我們把它理解為一個使用處理器和子系統架構的設備,它大大不同于如今正在使用的常規的高密度,低功耗的x86服務器。對于某些任務,這些設備會大大降低功耗,而且所需的空間比現在大多數的x86系統更少。
在過去,類似微服務器的設備被稱為服務器裝置,可以以產品的形式出現,比如最初采用MIPS R5000系列處理器的Cobalt Microserver,還有上世紀90年代中后期的AMD與英特爾處理器。通常,微服務器都有特殊用途,并不是一種取代現有數據中心結構的手段。一個最有針對性的早期應用就是普拉特·惠特尼公司在2001年開發的機載互聯網微服務器。這種嵌入式設備專被航天工業用于處理靜態數據。
如今,硬件廠商再次發現了一個處理現代數據中心靜態數據的類似方法。極低功耗的處理器可以處理非常特殊的任務,還能通過消除需要大量電力,冷卻設備和空間的過強的服務器來去除運營中的巨大開銷。
微服務器市場的形態被三個截然參與者操縱
英特爾將以一種調諧版本的凌動處理器轉向低端市場,代號為Centerton.ARM則看到了轉向高端市場的良機,在兩年內由Marvell,Freescale,Qualcomm,TI和Nvidia等制造商聯合推出一種64位架構。第三類關鍵參與者將會是有能力的廠商,比如戴爾,惠普,以及最近被AMD收購的SeaMicro.
英特爾和ARM都認為微服務器市場對他們的業務來講是一個重大機遇,但在不同的層面,所關注的領域也截然不同,令人驚訝的是,這一次沒有過多的重疊。
讓我們仔細看看他們的觀點,還有SeaMicro認為廠商需要做那些努力才能成功。
英特爾微服務器戰略
英特爾認為它在多年前就開創了微服務器或低功耗服務器。
根據產品經理Naveen Bohra所說,這個概念的起源追溯到英特爾的第一代至強LV,它出現于2006年,基于公司的Sossaman核心;基本上就是一個移動設備上的最早期的“酷睿”處理器的64位版本。當然,如今微服務器的概念已經不同了,遵循不同的應用趨勢,不能拿五年前的數據中心需求與之相比。
在某些方面,英特爾也承認,它并未真正創造了當前的趨勢。類似的趨勢之前也出現過,那是在2000年,全美達公司的低功耗處理器讓英特爾大吃一驚。
英特爾承認如果沒有全美達公司,當時公司轉向低功耗CPU的戰略不會比之前來的早而明確。今天我們知道,全美達公司太小了,不足以撼動英特爾的地位,未占先機也沒能摧毀英特爾。
而今,不是全美達公司,而是ARM和SeaMicro這樣的廠商有了這一想法,就性能而言,非常低端的處理器也可用作于服務器處理器。英特爾已經做出了應對并宣布它將對該市場推出Atom S處理器,即升級的Atom SoCs,支持64位環境,ECC內存,今后還可能有虛擬化。
Naveen告訴我們“沒人真正知道微服務器市場如何發展”,但英特爾決定開發Atom S,因為公司“不想在競爭到來時被排除在外”.
誰都知道,英特爾想把更貴的至強處理器賣給客戶,而不是便宜的凌動芯片,但公司表示如果發現商機,它會采用其產品線:“我們并不會人為保護主營收入而干預Atom S.反之,我們滿足客戶需求,提供最好的產品”,Naveen解釋道。把這當成一種戰略,把ARM當成一個潛在的強大競爭對手,讓它遠離英特爾的核心業務,同時還是將現有業務擴展至一個新的不斷變化的細分市場的一種方式。
因此有一些不確定性,但英特爾深知為什么Atom S在一些服務器環境下十分有作為。片上系統所針對的目標比公司目前功耗最低的至強還低(Ivy Bridge至強達到17瓦的熱設計功耗)- 低于10瓦熱設計功耗的一個范圍。
Atom S處理器是直接針對需要高輸入輸出操作的應用,定位于后端負責大量數據運算的服務器和最終用戶之間。英特爾設想將微服務器用于對最終用戶的數據傳送,而且主要是提供靜態內容,如“維基百科那樣的頁面”,Naveen說。在這樣的環境中,微服務器可能由于其每瓦性能的優勢而優于依靠強大至強處理器的虛擬化的情況。Atom S微服務器所需的散熱和空間更少,并能實現更高的密度,最終會比傳統的x86服務器更有效率。
英特爾認為其制造能力以及對服務器市場的認識是其對抗ARM的最大優勢。在過去,ARM和英特爾之間有太多的叫囂,但很顯然,兩家公司都尊重對方,因為英特爾承認ARM在“低功耗”上的經驗和價值,Naveen說。
然而,他認為技術采用要根據客戶的評價而決定,他希望這會給英特爾一個優勢,因為在數據中心上一貫的英特爾和x86架構會讓客戶保持相同的軟件棧,而不以混合模式運行。“這關乎于整個系統,而不只是功耗”,Naveen說。如果一切都按英特爾的設想進行,那客戶將會體驗到“靈活性”的優勢,在使用Atom S時會讓結構性變化來的相當容易。#p#副標題#e#
ARM:特洛伊木馬戰略
和英特爾一樣,ARM知道其競爭能力,也沒有對其在微服務器市場的競爭戰略做過于激進的表述。
ARM服務器系統部總監Ian Ferguson說:“他們不會讓我們撓他們的肚子的。”
他告訴我們,ARM在面向服務器處理器的概念和產品研究已經至少五年了,當初是“第一層供應商”向他們交流這種芯片的可能性。最初的想法已演變成一個實際的產品,我們有望于明年年底看到產品雛形,2014年會與客戶見面。
但是,ARM不會與英特爾硬碰硬。相反,它將重點放在那些特別受益于其低功率芯片架構的領域。“這不是向上堆頻率的芯片。我們也不會標榜什么史上最強”,Ferguson說。
ARM的戰略是在公司通過低功耗成就建立聲譽的地方謀求機會。
這 并不意味著Ferguson對于ARM處理器的性能改進置之不理,因為他提到ARM片上系統中的通用GPU會通過如AMD這樣的合作伙伴而得到提升。然 而,要想看到ARM在微服務器戰場上一開始就成為英特爾的直接競爭對手那就錯了,因為這兩者并不會立刻產生沖突:ARM很明白自身的性能問題,不可能在這 方面馬上挑戰英特爾。
web 2.0的存儲,網絡和安全設備以及云環境是ARM認為最吸引人的。根據Ferguson所說,這些應用的代碼庫對于數據中心來說不如潛在的節能與整合機會重要。
“這些是數據中心里以高層次代碼為基礎的領域。保持現有代碼相比于節能來說,不見得總能帶來巨大的效益”,他說。
然 而,盡管ARM當前的戰略的目的不是要與英特爾硬碰硬,公司的做法是利用其每一個合作伙伴的專長來創建用于特殊用途的定制芯片,如Marvell, TI, Qualcomm和Nvidia.Ferguson承認,英特爾在可動用資金,市場營銷和技術資源上有明顯的優勢。“但,比如,Marvell和 Broadcom在開發網絡產品方面要比英特爾強很多”,他說。
最終,ARM的最初機遇擺在了“性能是關鍵”的數據中心的專業化產品上--而且不是英特爾會立刻關注的領域的產品。“我們比英特爾更了解性能”,Ferguson自信地說。
AMD/SeaMicro
SeaMicro最近被AMD收購,它在行業中有獨特的地位。
AMD并沒有一個專用的微服務器處理器,但是它通過購買在微服務器市場中的一些關鍵專利使自己成為領先廠商。有了SeaMicro,AMD就可以參與微服務器處理器的競爭了。
這 種情況更有趣,因為SeaMicro創始人,現任公司副總裁和AMD數據中心服務器解決方案總經理的Andrew Feldman告訴我們,不會馬上從SeaMicro的產品線上放棄英特爾處理器。作為一個供應商,他告訴我們,他必須提供客戶所要求的產品,即使這意味 著他必須為競爭對手制造處理器。在這個時候,客戶所要求的是英特爾處理器(SeaMicro最近也推出的一個基于Opteron的服務器)。
Feldman在現代服務器領域一直都很成功,甚至說,英特爾告訴他不能夠建立基于凌動處理器的服務器。他不相信把一個凌動處理器簡單的整合進服務器長遠看來會奏效。
為 了讓公司中脫穎而出,他投入研究和開發了三種不同的技術來建立SeaMicro微服務器的價值定位-- I/O虛擬化,可使SeaMicro從主板刪除組件;Turn-it-Off,可使SeaMicro關閉未使用的CPU組件,以及一個計算結構,通過低功 耗連接鏈接到定制主板。
Feldman認為正是這種創新能在今后幫助Sea Micro與更大的廠商競爭;帶有小型處理器的信用卡大小的主板被集成或直接連接到一個非常密集的空間,而傳統的實現需要更慢的以太網連接,更多空間和更多能耗。
他對微服務器機遇的描繪就像是在正確的時候開了正確的汽車。“如果你要運蘋果,你可以在汽油便宜的時候買大貨車”,他說。
但在某些情況下,他解釋說,運送更少的蘋果,小汽車更有效率,因為小汽車油耗更少。當然,這些“更小的汽車”也可以通過使用虛擬化,將至強處理器劃分成更小的部分實現,但是Feldman認為這種方法在應用上是低效率的,微服務器因其更高的密度而勝出。“
我們不能做CAD-CAM和流體力學計算,因為微服務器不是為利用巨大的單線程性能而造的。相反,Feldman發現微服務器在云和網絡應用上做的十分出色。在這個領域,減少功耗和占用空間具有很大的商業價值。
對于AMD來講,Sea Micro的最大的好處是在于將處理器技術納入一個統一的架構,它為AMD提供了相當大的優勢,AMD應該正在著手一款用于微服務器的專用處理器。集成和客戶風險是英特爾所沒有的,這已被證明是贏得客戶的極具價值的手段。
然 而,Feldman目前依賴于英特爾的凌動,至強和AMD的皓龍處理器,并且表示他正著眼于即將到來的64位ARM處理器:”我們還沒有發現,但它對于吞 吐量負荷來說會成為非常有意思的產品。“他認為ARM架構對于x86芯片來說是個潛在的威脅,因為”成百上千的ARM許可“會提供英特爾不能提供的定制部 件,而他認為英特爾會在制造技術上保持其優勢。
Feldman贊同不同類型的服務器處理器尚有空間,除了目前的至強和皓龍。“我們需要換個 角度來思考服務器處理器”,他說,“以往,服務器CPU就是吃了激素的桌面處理器,但我們需要仔細思考大家在數據中心里做什么,他們需要什么。將來會出現少數依賴于浮點性能的服務器。”