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服务器架构的变数,无外乎这几种?
ARM:虎口夺食
既然双方都对对方的领域虎视眈眈,那么ARM和Intel的大战绝对是不可避免的。那么想要进入Intel的服务器领域,ARM就需要拿出来真本事了,以其64位元处理器作为基础的芯片设计,功耗低、成本低,具备构架弹性,以这些优势去硬碰Intel又能有几成胜算呢?
换个角度看,ARM芯片架构具备一定的灵活性,可以实现很多企业的特性需求,比如缓存一致性以及容错和高可用性等,其软件的生态环境成熟度却不及Intel,即便是有了更多的企业关注也未必就能有把握击败Intel,那么又是什么支持这ARM来客场挑战Intel呢?
决战,无可避免
虚拟机的兴起,让ARM看到了反击的机会。ARM64位元处理器的处理能力越来越强,而以云计算为代表,服务器的需求产生了新的变化,ARM构架服务器作为云计算的支撑构架有了新的形势和优势。而且随着移动网络和互联网融合互通日趋明显,ARM发展后台数据中心已经是大势所趋,所以与其说ARM虎口夺食倒更像是背水一战,无论是ARM还是Intel,双方都没有任何退路可言。
新势力:风云变幻
早在2013年,百度位于南京的云计算数据中心首度对外曝光,这也是全球首个ARM架构服务器端的规模应用。在此之后,ARM架构用于云支持的案例便越来越多,相比节省能耗的x86芯片,ARM处理器功耗还要更小,这对于动辄上千台服务器需求的云计算数据中心来讲,无论是成本还是能源消耗都有着不小幅度的节省。
而且ARM构架本身是开放的, ARM本身也不生产芯片,以授权的商业方式与各种半导体芯片厂商联手,这种商业模式也对于ARM服务器的进一步发展提供了更强的生命力。如果有一天,ARM服务器挑战Intel x86服务器成功,请千万不要惊讶。
MIPS:另一个搅局人
RISC的代表作ARM已经展现出足够的强大去对抗x86,而另外一个代表MIPS则展现了足够的潜力。
MIPS体系
MIPS(Microprocessor without interlocked piped stages )架构是有潜力和ARM相抗衡的另一个种采取精简指令集(RISC)的处理器架构。该架构基于一种固定长度的定期编码指令集,采用了导入/存储(load/store)数据模型,具有从32位到64位的可扩展性。
MIPS构架有科技公司MIPS公司在1981年开发出来,经过长时间的发展,其相应的软件开发工具和厂商支持较广的一种嵌入式架构。MIPS包含有大量的寄存器、指令数和字符、可视的管道延时时隙,而这些特色也让MIPS的能耗低到可以和ARM相抗衡。
MIPS的高性能缓存区及缓存管理方案具有很强的灵活性,增加了密集型数据处理、数据量、断言操作等功能,在嵌入式市场不断增长的计算需求里仍然可以保持领先。而且作为 MIPS最初是面向高性能科学计算支持,所以在指令集设计的时候更注重速度和性能,而非功耗和面积。
此外,相比ARM,MIPS的兼容性会更强。MIPS架构可完全向后兼容,也就是说MIPS32位架构可以在MIPS64位上无障碍运行。这一点也是MIPS可能打败ARM的杀手锏之一。
RISC-V:颠覆者
如果说MPIS威胁到了ARM的地位,那么RISC-V便是直接威胁到了RISC的存在。RISC-V从2010年开始设计,花费了大约四年的时间才完成了RISC-V的开发过程。
颠覆者RISC-V
值得注意的是,RISC-V是一款完全开源的架构。这也就意味着RISC-V是一个现代化、完全没有专利问题、没有历史问题的全新指令集,并且以BSD许可证发布。相比之下,ARM指令集架构的许可证可能高达千万美元。
RISC-V的开发者认为,开源是这个时代不可逆转的潮流,RISC-V不仅能让公司受益,也可以让大学和研究机构更好的研究全新的处理器技术和架构。这种新的商业模式不仅提高了企业的效率也降低了成本,从云计算、大数据到容器技术无一不是开源项目的受益者。
与ARM架构对比,RISC-V在功耗、性能、面积等各种层次都不输给ARM,甚至有些层面已经超越了ARM,并且相比之下,其可扩展性更强、指令更丰富,提供免费的开源编译和仿真环境,目前唯一需要期待的便是RISC-V的相应生态进一步的建立和成熟,当相关的产品产生后资本流入并且进一步发展,那么RISC-V取代RISC,指日可待。