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文章来源:manbetx手机版 发布日期:2012.8.8 浏览次数:1108 次

在移动通信大行其道、绿色节能深入人心的今天,服务器的绿色节能也被日益重视。ARM处理器不断攻城略地,其野心不仅限于智能手机和掌上设备领域,它还看上了英特尔的优势领域——服务器市场。前不久,戴尔正式推出了ARM架构的服务器——Copper,在惠普后,又一个重量级服务器选手


戴尔Copper服务器剖析


戴尔推出的ARM服务器代号为Copper,隶属于戴尔SeedProgram计划的一部分。从外观上看,Copper服务器与传统的服务器没有什么区别,但抽出里面的“板子”看看散热器大小就知道区别了。


戴尔Copper服务器采用Marvell的Armada XP四核处理器,支持SMP(对称多处理)╱AMP(不对称多处理)模式,默认主频为1.6GHz,搭载DDR31333内存,每个节点最大容量为8GB;存储方面,产品配备一个2.5英寸7200rpm的HDD硬盘(每台Copper服务器可以配四块硬盘),并配备1个千兆以太网接口。Copper服务器还具备自己的高速总线,节点之间的互联性能很强——Copper服务器在3U机箱内可安装12个服务器刀片,每个服务器刀片安装4个独立的服务器节点,总计为48个节点,所有节点共享风扇与电源适配器,类似微型服务器共享式的基础架构,可降低用电量与整体售价,并提高服务器节点的密度。


相对于传统的X86服务器,Copper服务器的最大亮点是功耗低。戴尔宣称每个节点的耗电量只有15W16W,整个机箱也只有720W768W。据估计,这款服务器由戴尔实验室与得克萨斯州高级计算机中心合作测试,戴尔日后将推出能满足大型网站、云计算与海量数据等高扩展需求的应用方案。


ARM服务器“个子小本事大”


也许有不少朋友认为,小小的ARM处理器进军服务器领域更多是厂商的噱头,毕竟在配备ARM处理器的iPhone4上看1080P的高清视频还要借助视频硬解码模块,ARM处理器怎么能用于服务器呢?不过服务器从来就不是“一个人在战斗”。看看最近的全球超级计算机TOP500排行榜,排名末尾的机器也使用以万为单位的CPU核心。因此只要“芯”够多,ARM处理器同样有潜力挑战专业的服务器CPU。


虽然ARM处理器没有X86服务器处理器那样高的主频,但是在运算效率方面ARM处理器要远远领先于X86服务器处理器。X86服务器处理器采用经典的CISC指令集,指令集复杂、功能多、串行执行,这也意味着它执行效率低下。而ARM处理器所采用的指令集比RISC处理器要精简,同时ARM处理器采用并发线程,理论上有4条左右,处理效率要比X86服务器处理器高不少。特别是ARM芯片具有极大的可伸缩性,可快速扩展节点,而不需要通过其他专门的互联技术。俗话说“好汉架不住人多”,只要采用足够多的ARM处理器,搭建更多的节点,最终得到的服务器系统同样拥有与X86服务器一样的性能。


不过ARM处理器的最大优势还是拥有极为优秀的效能比。以美国厂商Calxeda专门面向服务器应用的处理器EnergyCore ECX-1000为例,这款产品拥有最多四个ARMCortex-A9处理器核心,主频为1.1GHz1.4GHz,每个核心的最低功耗只有1.5W。据Calxeda官方资料显示,这套采用半高式扩展卡方式的“服务器卡片”,在加上ECC内存和大容量固态硬盘后,整体功耗最低可以做到5W,满负荷工作状态下也不过25W,不需要主动散热,只要单路12V电源输入即可满足需要。


相比一套典型的传统X86集群(91kW1耗),ARM架构平台仅需要9.9kW功耗。而戴尔也声称每个Copper服务器的功耗只要15W,一个完整的服务器集群的功耗很可能小于750W。目前越来越多的用户对低功耗ARM服务器表现出浓厚的兴趣,因为这关系到数据中心的耗电和密集度等问题。而在价格方面,ARM处理器芯片和主流X86服务器芯片的差距非常明显,现在一颗英特尔至强处理器的价格需要数百美元,而一颗多核心的ARM处理器芯片的价格只有35美元左右。因此,对于像Google、eBay、Facebook等动辄需要成千上万台服务器的数据中心用户来说,仅凭这两点,就能够省下许多真金白银,非常有诱惑力。


ARM服务器,服务器市场的“绿叶素”


在云计算时代,分布式计算成为主流计算架构,单个服务器的计算能力不再那么重要,低功耗和低成本成为更加突出的需求。而目前的服务器产品均过分追求性能,与它们实际所需要处理的任务之间存在严重的脱节现象,就好像是乘着飞机到杂货铺买东西一样,有点大材小用的感觉,同时也导致产品的效能比不够高。随着数据中心的迅猛发展,像谷歌和Facebook这种互联网公司已经发现:在数据中心大量采用价格低廉的ARM服务器,要比使用高性能、高价格的X86服务器高效节能得多。


目前很多云服务提供商勉强接受了所谓的超规模数据中心理念,“超规模”可能会提供更高的运算能力,但也会带来问题,最大的问题就是企业要面对越来越严峻的电力消牦问题。一台服务器耗费的电力成本可能不多,但是数据中心里有成百上千台服务器,电力消耗数量就很可观了。而且所有服务器都会产生热量,所以制冷成本很容易就升高了。一些企业发现ARM服务器是超大规模数据中心的理想方案。


ARM处理器与X86处理器相比,就好比QQ车与悍马车。记得几年前,民用悍马车作为一种动力强、够拉风的高耗油产品,颇受美国人欢迎。然而在低碳环保,的大背景下,人们对这种高耗能车型的兴趣骤然猛降,今天,同样的情形也出现在处理器上。业界普遍认为,ARM处理器比传统X86处理器更节能,相同功耗下运行的核心数量更多,更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节能。


ARM服务器市场前景美好


正因为如此,服务器厂商们都看到了这一点,目前越来越多的主流服务器厂商都将ARM架构的服务器列入了未来低能耗服务器产品发展计划中。当然,戴尔并非第一家推出ARM服务器的厂商,惠普在去年11月就推出了它的ARM服务器产品——RedStone服务器。


惠普RedStone服务器平台就是采用Calxeda的Energy处理器,单台服务器里可容纳4个服务器节点,每个节点可容纳18块服务器主板,总计整台服务器共包含72块服务器主板。由于采用插卡式的设计,用户可以在一个机架上安装超过2800台RedStOne服务器。根据惠普实验室证实,与使用传统服务器相比,使用ARM服务器可减少89%的能源消耗,节省94%的空间,总体成本将减少63%。


除了惠普、戴尔这两家重量级服务器厂商外,不少非主流厂商也尝试着借助ARM处理器的东风切入服务器市场,如三星旗下OUO公司在去年也推出了采用ARM芯片的微型服务器N12,N12以傻瓜化操作和亲民的价格率先杀入中小企业服务器市场,目前三星N12已为200万家中小企业提供数据保障服务。而在今年4月26日,AppliedMicro也推出了全球首款基于64位ARMv8架构的服务器,该服务器采用了全球首个64位ARMv8架构的X-Gene处理器,这意味着ARM服务器跨入了64位时代。此外,不少ARM芯片制造商也正在根据这种发展趋势对ARM处理器进行改进,以适用于服务器,这其中包括三星、NVIDIA、Marvell和Calxeda等公司。


不过,你也不能指望基于ARM芯片的服务器会迅速“充斥”我们的世界。毕竟服务器更追求软件系统和硬件的协调搭配,尽管ARM有很多处理器技术积累,然而I╱O配套方面并不是它的强项。虽然目前不少ARM芯片厂商都推出了针对服务器优化的ARM芯片,但如果你仔细观察会发现,目前没有哪款主板是支持ARM芯片的。与市场上已经非常成熟和完善的英特尔和AMD的服务器芯片不同,ARM服务器制造商必须自己动手来设计主板和其他配套的硬件,这么做成本就便宜不了多少。


还有一个大的障碍是应用软件。虽然微软在最新的服务器版Windows 8操作系统中加入对ARM的支持,但看起来微软更侧重于将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服务器芯片同样的地位。不过看看最近的全球超级计算机TOP500榜中的操作系统吧,Linux系统已经占据主流,而这也是目前最完美支持ARM芯片的操作系统。可惜的是应用软件生态圈明显缺乏重量级的软件厂商,与成熟的X86服务器相比还有很大的差距,而且ARM对虚拟化的支持也还在研究中。薄弱的ARM服务器应用软件生态系统,让适用的软件价格也很昂贵。如果分批部署ARM架构的服务器,企业用户要维护两种独立的软件系统:一种是基于X86芯片的,另一种是基于ARM芯片的,显而易见,这样维护成本也不会便宜。


因此,目前不少传统的服务器厂商对于ARM架构服务器的态度是左右为难,不过这是可以理解的。一方面厂商不想得罪强大的英特尔,毕竟他们之间的合作基础已经非常深厚,另一方面,如果ARM芯片真的是一个机会的话,各家厂商又不想放过,因此目前大多数服务器厂商对ARM芯片的态度更多的是“暖昧”,而没有更大的行动。


结语


戴尔推出首款基于64位_ARM架构处理器的服务器,可以被认为是ARM处理器在服务器领域取得的重大进展。不同品牌的ARM服务器的上市,体现了ARM芯片技术的成熟,ARM芯片从移动应用跨越到服务器领域,也为传统X86服务器厂商提供了更多的选择。不过,服务器对于ARM芯片而言仍是个全新的领域,目前仍在发展初期和概念验证阶段。就未来几年的情况来看,ARM芯片还只适用于特定的服务器领城。预计主流化应用还需要等待很长的一段时间。


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