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服务器市场迎来新变化,X86架构地位不稳已经跻身华为和亚马逊行列的Arm能否抓住机会?

时间:2023-03-16 16:26:02 科技观察

2020年前后,Arm在服务器市场的势力越来越大。几个月内,亚马逊AWS、Marvell、Ampere等相继推出基于Arm架构的服务器芯片新品。此前,华为站队,Arm服务器阵营的影响力可以说是越来越强。在拉斯维加斯的re:Invent大会上,亚马逊AWSCEOAndyJassy直接表示,他们不再需要大量的x86处理器来运行工作负载。Arm成为最佳选择。然而,也不乏反对之声。Linux创始人LinusTorvalds此前曾公开表达过自己的想法,称ARM架构无法在服务器领域取得成功。而且有一个事实是,从2008年就开始在服务器市场进行试验的Arm,一直没有真正进入这个市场。可以说,Arm能否进军服务器市场一直是业界热议的话题。而由于今年市场形势的变幻莫测,以及Arm技术的进一步成熟,Arm的局面似乎正在接近东山再起。这个手臂不是那个手臂。不久前,Ampere在发布新品时特别称赞了ARM架构技术的进步。要知道这家初创公司的团队大部分都有Intel服务器架构的开发经验。对于ARM架构,他们特别提到了这几个方面,“经过过去几年的发展,ARM架构的综合能力已经可以满足领先数据中心的性能和能效要求。同时,Arm软件现在已经基本成熟,所有的数据中心都可以基于ARM运行,不仅是操作系统、中间件等,还有应用程序。”事实上,自2008年Arm重金入股Calexda以来,其酝酿服务器市场的计划就已经暴露无遗。尽管有低功耗的优势,但ARM架构在性能上一直不如X86,所以业界只是建设冷数据存储中心,会采用功耗相对较低的ARM架构。那个时候想要打破英特尔的服务器生态真的很难。统计显示,从2008年到2013年,X86CPU的性能基本保持了60%左右的年复合增长率。然而,在随后的几年里,X86处理器架构的性能增长急剧下降,这给了市场上的其他竞争者机会,比如可以取代英特尔的AMD。但Arm与A??MD不一样。它要做的,不仅仅是性能相当的替代品,还有“低功耗”的优势进入服务器市场。选择这样做的原因很简单,数据中心的能源消耗成本与日俱增。数据显示,过去典型的IT机柜能耗为1-3kW,而现在机柜的常见负载为20-40kW。随着性能的提升,机架的功耗会不断增加。谷歌选择自研TPU与能耗有很大关系。当时负责谷歌全球基础设施业务的乔卡瓦透露,谷歌在2015年使用了5.7太瓦时的能源。他说,“数据中心的能源消耗占一半以上,这就是为什么谷歌能够成为云计算园区可再生能源的头号买家。”它还将困扰阿里和腾讯等互联网巨头,因此Arm将有更大的胜算。其实从市场评价来看,目前的Arm,对标的X86,其实是有抗衡能力的。首先,Arm生态强大,低功耗优势明显。因此,尤其是近几年云计算市场需求的兴起,在提出cloud-edge-end之后,超大规模、边缘端等各种数据中心对功耗的要求越来越高,Arm自然也会越来越受欢迎。被很多厂家考虑。同时,值得称赞的是ARM架构的性能得到了显着提升。有用户在对基于ARM架构的华为鲲鹏服务器和传统X86架构服务器进行评测时发现,ARM架构的计算性能与X86架构非常接近,弥补了Arm的最大短板。机遇与挑战并存,厂商各有思路。目前已经有很多厂商选择ARM架构来搭建服务器。其中不乏亚马逊、华为等龙头厂商。与此同时,Marvell、安培和国产飞腾还在做基于ARM架构的服务器芯片研发。可以说,考虑到市场和Arm技术本身,每个厂商都有自己站在Arm生态中的理由,而正是这些“理由”构成了Arm可预见的未来。在华为全连接大会上,胡厚昆就放弃X86而选择“性能差”的Arm给出了这样的解释,“Arm在手机生态的优势将延伸到数据中心,过去Arm在数据中心推广的主要瓶颈是性能,华为发布的鲲鹏920兼容Arm,由于技术创新,性能超过业界主流通用CPU25%以上,随着手机计算能力的迁移到云端,如果云端使用X86架构,性能会损失40%,如果使用ARM架构,则会提升40%,这也是华为支持ARM架构的原因之一。“其实从胡厚昆的解释中,我们可以看出华为想要打造自己的生态,所以Arm强大的生态对它来说非常重要。在性能方面,华为已经用自己的设计来提升和弥补。”这其中很大的一个原因是大厂的自信,当然华为也有自己的战略布局考量,其实“全连接”传达的是华为连接移动端和服务端生态的想法。这从战略的角度来说,对于华为来说,没有什么比ARM架构更适合的了,而亚马逊选择Arm的原因更简单,它直接宣告,因为基于ARM架构设计的云服务器芯片Graviton,拥有一些工作负载可以降低45%,其中亚马逊AWS提供的AmazonEC2服务是基于ARM架构的,可以看出,与华为不同的是,亚马逊选择Arm很大程度上是为了“定制化”更好地满足自己服务需求。“人性化”芯片,因为芯片设计可以基于ARM架构,AmazonEC2服务也有很多创新,比如很好的可扩展性等,以满足云服务的需求。再看基于ARM架构的创新服务器芯片厂商,其思路也与亚马逊不谋而合。Ampere在接受采访时表示,Arm的生态系统已经非常成熟,基于Arm设计的芯片可以满足云端的需求。“经过过去几年的发展,ARM架构已经具备了一定的竞争力。与此同时,云端也发生了很大的变化,尤其是性能可预测性、平台可扩展性等需求的变化。市场也在不断变化。”阻碍芯片设计的创新。”事实上,正如安培所说,与传统数据中心不同,随着市场的发展,存储数据中心、控制中心、计算中心、网络中心等各种终端应运而生,带来了各种需求,尤其是云需求。新进入者创造了很多机会,这是ARM架构重新获得市场准入的重要原因。性能无法妥协,成本难以降低,或者新的商业模式诞生。不难发现,Arm也逐渐被认可。除了自身的生态优势,其技术的进步,以及整体市场需求的变化等诸多因素促成了这样的市场选择,也帮助Arm打开了市场的突破口。但就在很多厂商还在犹豫的时候,关键是大家并没有选择Arm。在于性能。简单来说,性能不足就是硬伤,即使在其他方面有很多优势,再有潜力也很难被大家广泛认可。其实也确实如此,因为不成熟的ARM架构很容易造成数据中心的不稳定和不安全,导致大规模宕机,问题的严重性自然要高于成本等其他因素。那么如果不使用ARM架构,还有什么方法可以降低能耗,或者成本呢?业内人士分析,性能提升和功耗降低基本不现实。但也有人提出,其实我们可以考虑通过云定价模型开发一种新的商业模式来优化能源消耗成本,比如设计一种基于负载流量动态路由机制的最优服务定价策略。这不是一个好方法。提出该方法的作者指出,目前很多研究者大多是从降低总能耗的角度研究各种数据中心节能技术,但这些技术并未考虑定价机制对能耗优化技术的影响。不管是云服务商还是数据中心运营商,其实大家都最关心的是自身利益最大化。因此,可以研究定价与能源消耗优化之间的关系,并提供最优的定价策略和能源效率。可以说,这是优化消费成本的必由之路,也将促进云计算市场的健康发展。作为国内最大的云服务商,阿里云的营收增速虽然很快,但亏损这项业务已经是公开的秘密。在阿里巴巴2019年年报中我们可以看到,作为阿里巴巴云计算业务的四大核心板块之一,虽然2019财年营收为240.8亿元,是2015年的近20倍,但其亏损仍在不断扩大。在这里,一个很大的原因在于不断增加的成本投入。总体而言,云计算厂商已经陷入了一方面成本,另一方面性能的两难境地。要解决这个问题,大多需要依赖芯片和架构提供商。这对Arm和其他新玩家来说是一个机会。