隨著市場(chǎng)需求的增加和技術(shù)的發(fā)展，服務(wù)器產(chǎn)品從架構(gòu)到軟硬件都在發(fā)生巨大變化，這要求整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈都需變革，Ampere抓住的正是這樣的機(jī)會(huì)。

云計(jì)算市場(chǎng)越來越大。

2019年開始，隨著全球各大傳統(tǒng)企業(yè)，包括商業(yè)銀行的全面上云，云計(jì)算開啟了高速發(fā)展時(shí)代。從人類歷史上的第一張黑洞照片到疫情期間的全民網(wǎng)課、線上會(huì)議與藥物研發(fā)，它在科研探索、教育等場(chǎng)景中扮演的角色越來越重要。

然而在應(yīng)用需求猛增的情況下，產(chǎn)業(yè)底層廠商需要面臨的問題也隨之而來：算力無止境加持下，如何順應(yīng)市場(chǎng)需求，搭建新型大規(guī)模數(shù)據(jù)中心？以及如何最大程度控制成本？

作為業(yè)內(nèi)資深工程師，Ampere產(chǎn)品高級(jí)副總裁Jeff Wittich對(duì)此也是感觸頗多，“如今的數(shù)據(jù)中心對(duì)延時(shí)、散熱、功耗等性能的需求已大不相同，機(jī)器學(xué)習(xí)、邊緣計(jì)算等需求日益強(qiáng)烈，市場(chǎng)需要一種新型的算力了。”

圖 | Ampere產(chǎn)品高級(jí)副總裁 Jeff Wittich

大勢(shì)所趨，云計(jì)算與傳統(tǒng)計(jì)算差異化愈加明顯

提起云計(jì)算，從互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代到如今AI時(shí)代，它的發(fā)展歷程就是共享經(jīng)濟(jì)在計(jì)算領(lǐng)域的演進(jìn)史。如今因?yàn)楦黝悎?chǎng)景數(shù)字化升級(jí)的推進(jìn)，其應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用層次也一直在不斷擴(kuò)大。

如Jeff提到，因近兩年深度學(xué)習(xí)、機(jī)器視覺等技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用，云計(jì)算產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也來到了歷史的拐點(diǎn)。與過去傳統(tǒng)計(jì)算相比，如今云計(jì)算需要支撐的應(yīng)用已然千變?nèi)f化，相應(yīng)地，其軟硬件（數(shù)據(jù)中心及相關(guān)平臺(tái)）構(gòu)造復(fù)雜度也必須要有所顛覆。

“具體到性能上，與過去相比，如今云計(jì)算有著容器和微服務(wù)快速轉(zhuǎn)變、部署密度高、能效低、高度支持AI和機(jī)器學(xué)習(xí)等要求，這給既有的解決方案提出了很大挑戰(zhàn)。”

以能效為例，有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2019年數(shù)據(jù)中心電力消耗占據(jù)全球能耗的3%，而預(yù)計(jì)到2030年，其電力消耗占比將會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)至11%。

類比來看，該消耗量已經(jīng)可以與電力消耗巨大的行業(yè)（如航空）比肩了，而因電力消耗，數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)成本居高不下，這極大地妨礙全球算力的發(fā)展進(jìn)度。

接下來，5G商用、AI應(yīng)用市場(chǎng)的擴(kuò)大呈必然趨勢(shì)，云計(jì)算平臺(tái)技術(shù)的變革也因此迫在眉睫。

重新設(shè)計(jì)CPU，“80內(nèi)核、單核單線程”高度匹配云計(jì)算

放眼市場(chǎng)，受需求變化影響，谷歌Kubernetes陣營(yíng)已越來越強(qiáng)大，谷歌、亞馬遜均開啟了自研服務(wù)器芯片模式，而Arm也終于找到了x86市場(chǎng)的突破口，華為等廠商紛紛基于ARM架構(gòu)重建數(shù)據(jù)中心。

對(duì)于初創(chuàng)公司Ampere來說，市場(chǎng)機(jī)會(huì)也出現(xiàn)了。

Jeff指出，“因?yàn)樾枰獫M足不同場(chǎng)景的需求，客戶對(duì)服務(wù)器芯片的要求也開始多樣化，而它具體可以歸結(jié)為三類：一是超高性能；二是全平臺(tái)可擴(kuò)展；三是高密度和高能效。但目前市場(chǎng)上并沒有一款能夠解決這些問題的芯片。”

因此，在瞄準(zhǔn)了市場(chǎng)的需求之后，Ampere團(tuán)隊(duì)打破既有桎梏，基于Armv8.2+架構(gòu)，操刀設(shè)計(jì)了新一代服務(wù)器CPU，也是首款滿足這三類需求的處理器芯片——Ampere Altra。

“Ampere Altra可以滿足上述三類要求，非常適合現(xiàn)在的云環(huán)境，因此我們說它是世界首款云原生處理器。”

具體去看，Ampere Altra處理器能夠提供可預(yù)測(cè)高性能，單路具備80核，支持兩路平臺(tái)；同時(shí)利用monolithic die（即單芯片設(shè)計(jì)）工藝，其所有的核在Mesh網(wǎng)絡(luò)互連下相互連結(jié)，保證了高帶寬和一致性互聯(lián)Mesh網(wǎng)絡(luò)；此外，它還能提供非常高的內(nèi)存帶寬和內(nèi)存密度。

除了高性能，在可擴(kuò)展性上，Altra處理器可以根據(jù)不同環(huán)境適配邊緣到超大規(guī)模云需求，尤其在支持包括像容器、微服務(wù)等計(jì)算模型上，該芯片非常好用。

而為了實(shí)現(xiàn)高能效，除了高密度設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)還專門為電源管理、散熱等相關(guān)服務(wù)配備了控制服務(wù)器，使其在云環(huán)境中有最佳的功耗表現(xiàn)。

當(dāng)然，不僅僅是以滿足三類需求為核心設(shè)計(jì)邏輯，在具體細(xì)節(jié)上，Ampere團(tuán)隊(duì)也做了非?？b密的考量和布局。

Jeff舉例說，“Ampere Altra處理器的80個(gè)64位ARM的CPU內(nèi)核，每一個(gè)核最高的頻率是3.0G赫茲，所有內(nèi)核都能在turbo模式下持續(xù)運(yùn)行，可實(shí)現(xiàn)滿負(fù)荷的云計(jì)算工作流；同時(shí)除了每一個(gè)核專屬的L1和L2緩存之外，我們?cè)谙到y(tǒng)級(jí)別還配備了一個(gè)32MB大緩存，可以顯著減少延時(shí)、隔離干擾；另外，該芯片的整數(shù)運(yùn)算和浮點(diǎn)運(yùn)算性能都非常強(qiáng)大。而通過單核單線程的設(shè)計(jì)，我們消除了單物理核多線程設(shè)計(jì)中多用戶共享資源的爭(zhēng)奪引起的 “相鄰干擾” 問題，實(shí)現(xiàn)提供100％的可預(yù)測(cè)性能核心。”

如此種種，作為首款面向云計(jì)算的CPU，Ampere Altra處理器還是足夠讓人印象深刻。

市場(chǎng)需求激增，新型服務(wù)器前景可觀

但是，出自初創(chuàng)公司團(tuán)隊(duì)的手筆，這款新芯型片到底能不能夠開辟屬于自己的市場(chǎng)？

Jeff認(rèn)為完全不用擔(dān)心，“因?yàn)樵朴?jì)算的多樣性需求，我們發(fā)現(xiàn)客戶在部署大規(guī)模數(shù)據(jù)中心時(shí)，對(duì)硬件模塊多樣性的需求也十分強(qiáng)烈。如微軟和甲骨文，他們已經(jīng)在嘗試使用我們的芯片，我們收到的反饋也很好。”

事實(shí)上，如Jeff所言，隨著云服務(wù)市場(chǎng)需求的增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)中心規(guī)模愈趨于大規(guī)模，各類硬件模塊也進(jìn)入了百家爭(zhēng)鳴時(shí)代，留給新型芯片的機(jī)會(huì)越來越多。而且全球云服務(wù)市場(chǎng)規(guī)模在不斷擴(kuò)大，Ampere可以搶占的細(xì)分市場(chǎng)規(guī)模也很可觀。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2019年云服務(wù)整體市場(chǎng)規(guī)模為1071億美元（7500億元），同比增長(zhǎng)37.6%，2020年預(yù)計(jì)達(dá)到1410億美元，依然能夠?qū)崿F(xiàn)32%的增速，前景可期。

“此外，Altra處理器是基于ARM架構(gòu)設(shè)計(jì)的，Arm強(qiáng)大的生態(tài)會(huì)降低我們進(jìn)入市場(chǎng)的門檻。我們都知道，Arm在終端上已經(jīng)形成了生態(tài)，但是除了終端，Arm在服務(wù)器端也有了大幅增長(zhǎng)。尤其是考慮市場(chǎng)對(duì)低功耗的需求和Arm自身技術(shù)的成熟，ARM架構(gòu)在云計(jì)算市場(chǎng)其實(shí)已經(jīng)極具競(jìng)爭(zhēng)力。”

確實(shí)，因ARM架構(gòu)的技術(shù)趨于成熟，近兩年以華為、微軟為代表的巨頭已經(jīng)紛紛轉(zhuǎn)向了Arm。目前ARM架構(gòu)也已經(jīng)可以支持包括Linux、BSD、Windows在內(nèi)的所有大型操作系統(tǒng)、容器和虛擬化工具如Docker、VMware、KVM和Kubernetes等，以及CUDA、Java等語言。

最后

當(dāng)然，產(chǎn)品售出后，客戶所憂心的初創(chuàng)公司的持續(xù)性升級(jí)能力和服務(wù)問題，Jeff也認(rèn)為完全沒有擔(dān)心的必要，“對(duì)于云提供商來說，Altra處理器的性能表現(xiàn)很重要，但我們認(rèn)為更重要的是，Ampere有能力以一個(gè)固定的節(jié)奏持續(xù)升級(jí)處理器。”

值得一提，由于團(tuán)隊(duì)強(qiáng)大的實(shí)力和背景，即便作為初創(chuàng)公司，一直以來Ampere在業(yè)內(nèi)的受關(guān)注度絲毫不低。同時(shí)由凱雷集團(tuán)（Carlyle Group）資助，在2019年4月，它還曾獲得Arm的二輪融資。

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