在AI领域与英特尔厮杀,ARM到底何来的底气
在手机领域大放异彩的芯片业者ARM触角再向外延伸,其和微软(Microsoft)、惠与科技(Hewlett Packard Enterprise;HPE)等大厂合作,抢攻英特尔(Intel)独占的服务器市场,目标至2021年市占从零提高到25%,ARM与英特尔的人工智能(AI)战争即将开打。
HPE、微软和英特尔在服务器市场是盟友关系,微软与英特尔的关系起于1990年代,其结合传奇性的Wintel联盟,使得PC进入主流市场;HPE前身HP,则和英特尔携手研发64bit处理器Itanium,陆续从大型服务器到PC都采用英特尔制的处理器,如今双双发布采用ARM架构的消息。 HPE于2017年5月发表新款电脑原型机The Machine,核心采用ARMv8-A系统芯片架构,作业系统为Linux的Thunder X2,40个节点可共享160TB存储器,是目前最大的数据处理系统。
传统电脑的架构建立在一系列的处理器,虽然可以实现更多的任务,但每颗处理器都只能依赖特定部分储存资源,因此在彼此协商过程中,浪费大量的时间和资源。HPE采用称之存储器驱动计算(Memory-Driven Computing)的架构来研制这款百亿亿级的超级电脑,并给予所有处理器160TB共享储存容量的权限。
The Machine由共通的高速介面连接处理器和存储器,介面由HPE独立开发,介面规格透过Gen-Z联盟(Gen-Z Consortium),来和其他业者建立业界标准。 Gen-Z联盟成员除了ARM、HPE,还有三星电子(Samsung Electronics)、希捷(Seagate)、SK海力士(SK hynix)、华为、联想等,几乎英特尔以外的主要处理器及服务器业者都参与,目的在致力于高速光纤规格标准化,让数据中心和服务器开放系统互联。 微软2017年3月在美国矽谷举行的开放运算计划(OCP Summit 2017),宣布正与高通(Qualcomm)子公司Qualcomm Datacenter Technologies(QDT)及Cavium打造基于ARM架构的数据中心服务器。
微软2016年10月发表Olympus专案(Project Olympus),该专案是微软新一代超大规模云端硬碟设计,也是已加入开放运算计划的微软,对开源码硬件开发的承诺。 QDT与Cavium皆为微软Olympus专案的合作伙伴,并各自在OCP高峰会上发表了可供ARM版Windows Server使用的主机板与处理器。
其中,QDT的主机板采用基于10纳米制程的48核心ARM服务器处理器Centriq 2400;Cavium展示的则适用于数据中心、云端及高效能运算的64位元ThunderX2 ARMv8-A服务器处理器。 目前微软数据中心的服务器仍全数使用英特尔的x86服务器,但微软已打造支援ARM的Windows Server,并进行内部测试,实际应用指日可待。
据在微软云端服务Microsoft Azure的高级工程师表示,微软采用ARM架构的服务器理由有三,一是业者争相投入服务器用ARM处理器的研发,选择越来越多;二是ARM处理器相关的软件生态系统已成形,及ARM处理器指令集架构性能已见改善。
ARM早在2011年就曾进军服务器市场,其挹注新创业者Calxeda 1亿美元, Calxeda于2011年推出搭载ARM处理器核心的低功耗服务器,唯当时ARM只有32位元架构,且性能比英特尔的X86差太多,市场表现不如预期,Calxeda甚至在2014年1月声请破产。
随着技术发展,ARM与X86的性能差距缩小,2012年ARM推出了64位元架构,而搭载ARM架构高通Snapdragon 835处理器的Windows 10个人电脑(PC)将在2017年下半上市,Windows 10 PC on ARM具备低耗能、全时联网、体积小、且更为便宜的优点,同时支援既有PC用的Win 32 App。
不只Windows系统,苹果(Apple)已在2016年推出的部分MacBook Pro,也采用ARM处理器。 而ARM所以能有突围,关键在于彻底实施了水平分工。自1990年开始,ARM提供手机用的处理器核心,并扩及车载设备、连网装置等领域,芯片公司将处理器核心交由ARM研发,而将资源集中在周边电路、开发套件等方面,长期下来,以ARM技术为基础,打造出稳定的生态系统。
另方面,开源软件(OSS)也积极助攻ARM,2010年成立的协作工程组织Linaro Ltd.,于2016年2月推出以ARM架构为基础的开源软件参考平台。 不只水平分工,ARM本身的研发体制也很强,主要透过购并、异业结盟来做为强化手段,尤其近2年,ARM在资安、高端运算、医疗等领域的动作频频。
2015年7月ARM购并以色列网络安全公司Sansa Security,Sansa Security主要业务为提供嵌入式芯片安全系统设计,完成购并后,ARM可望在旗下芯片增加更多安全功能,而ARM也致力提升自家网络系统的安全性,如2016年10月将软硬件解决方案TrustZone从手机用的Cortex-A系列处理器,延伸到小型物联网(IoT)设备用的Cortex-M系列处理器。TrustZone在韧体更新时,能侦测软件是否被
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