ARM的演化–64位计算与高端服务器市场
作者 陈怀临 | 2010-11-25 23:15 | 类型 行业动感 | 15条用户评论 »
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ARM的演化从1981年开始酝酿，从1985年4月25日的第一个ARM流片，ARM一路走来。没人能想到ARM的今天；ARM自己也没有想到自己的今天。系统是演化出来的；系统是长出来的。没人能在1985年设计出ARM的今天。目前ARM公司自己的演化主要是ARM7, ARM9, ARM11 and Cortex（A，R，M)。其中Cortex-A9的MP可以支持1-4个多核。在9月份，ARM也宣布了其Cortex-A15，与A9 MP类似，A15可以支持更大的cache和其他的一些MMU特性，和最重要的：硬件虚拟化技术;基于A15的芯片估计会在2012年才能有芯片。据说A15的性能可以比A8好5倍。。。下面是A15的微结构图一览： 这几天，媒体有透露出一个重大新闻–64bit的ARM芯片要出来了。而且据说已经流片出样品了！！！ 这是个非常重要的事情。这其实意味这ARM要正式的进军服务器行业了！！！ 相关的谣言新闻如下: Rumours hint at imminent ARM 64-bit processor 64bit计算对于大型数据库，数据处理等是非常重要的。这也是EM64T和CSI（现在的QPI)是Intel得以咸鱼翻身的重要技术环节。AMD没有牢牢抓住在64位的领先和HT互联的优越，确实令人可惜。。。。。。 | |
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雁过留声
“ARM的演化–64位计算与高端服务器市场”有15个回复
做嵌入式的，有一天早上醒来，发觉只要越过一条马路就进入了服务器领域。这种情况着实诡异。
关于ARM和x86，推荐intel的王齐写的一个专题，对ARM和x86的历史，发展，和不可避免的战争，分析很专业，很技术，很有文采：
http://blog.sina.com.cn/sailingxr
64位， 虚拟化，多核
嵌入式领域还有很多东西要学阿。。。
由于工作关系，对目前市面的处理器进行过一些研究，感觉各种处理器厂商或者处理器的Core都在朝融合的方向发展。也就是未来的业务需要什么样的处理器，从高性能MIPS厂商Netlogic/RMI，从Cavium，从Intel发力嵌入式等等，均在朝计算、网络、服务等融合。因此，无论是那个厂商，那个Core都会朝这个方向演进，
但是每家厂商均有自己的优势，也有自己的弱势。比如大家都希望能使用ARM推Green Server。为什么呢？因为现在X86架构的功耗很高。为什么X86架构功耗很高啊？因为它要兼容的东西太多了，一堆的电路和指令兼容去了，它又没办法将这些东西进行仔细的分类。没办法啊，用户的需求能预测。然后，什么东西都希望用南内桥架构去推。集成都是在是低，所以要想用其做数据通讯业务，难啊！但是它在改进啊，不是有很多厂商推出基于Atom的服务器板，比如SGI，比如Super Micro。但是这个离用户的需求还有一定差距。
当然，Atom目前在Netbook广泛应用，谁知道是否Intel是否有技术要推广到智能手机，什么时候要推广到更多智能电器设备呢？
ARM虽然是手持领域的霸主，但是稍微高端点的设备，像任天堂的Wii智能感应器就是NEC的MIPS处理器，XBOX/PS3中的IBM Cell，XBOX360 Knick也是基于MIPS的。ARM虽然应用广泛，但是License收益不高啊，所以未雨绸缪，要支持Green Server发展，要支持更多领域发展。
处理器领域正是春秋战国，百家争鸣时代。但是Business is Business，很多东西不是技术决定的：）
续：我一直有一个疑问，什么处理器Core适合做计算，什么处理器Core适合做报文转发，等等。但是没有答案。
MIPS诞生之初是用于工作站、服务器、超级计算机的。由于被SGI收购的产品买得不理想，将其Spin off，转向嵌入式领域，像打印机、网络产品等等。MIPS架构很早就支持64位计算，很早就支持多线程技术，很长一段时间，感觉MIPS架构就要消亡了。最近几年来，随着Netlogic/RMI，Cavium以及很多STP等厂商应用，MIPS架构又回来了。小型机厂商SiCortex基于MIPS开发了特定的芯片，但商务原因又倒闭了。
所以我认为很难界定一个处理器架构适合做什么，不适合做什么。因为这些牛逼的公司会随着客户的需求改。
ECC是Error Code Correction?
续：以前的处理器行当有一个细分领域，就是我们常说的NP。当时NP起来的广告是：我们可以支持灵活业务，ASIC是固定电路，无法修改；FPGA开发周期长，对工程师要求高。所以很多厂商纷纷采用NP进行网络业务。
现在基于通用处理器Core的多核SoC也进入了网络业务市场。它的广告是：我们能处理L1~L7的业务，我们能同时部署控制面，数据面业务。我们采用通用C语言开发，可移植能力强，等等。
NP时代，是否ASIC/FPGA就没有市场了呢？没有，这些正大量应用在C公司，J公司的高端网络设备上。多核SoC时代，是否NP就消失了。也不会，除非什么时候多核SoC能支持40Gbps/100Gbps 64字节线速转发，除非它可以达到对应的功耗，对应的芯片面积等水平。
总之，芯片的架构要始终结合具体应用，而应用又是有细分市场的。很长一段时间，各种架构都会互相学习和融合，但也很难谁代替谁。
永远不要忽略商业因素，各家厂商的仓库里面有多少粮也决定了谁笑到最后。有时候在想：这个世界最奇妙的地方在于不确定性。套用Adidas的广告就是:”Impossible is nothing”.
ECC就是纠错码，为了确保CPU和存储组件间的数据一致性而增加的一个可靠性机制。
目前在CPU – L1 Cache – L2 Cache – L3 Cache – Memory – Disk存在多层次的ECC。一般的ECC可以检查多位错误，但只纠正一位。
要想支持纠正多位的，要保存的冗余信息多，系统开销比较大。
赞雁过留声
看到首席写道Nvidia Tegra，Marvell XScale，多罗嗦一下。
处理器的License有两种：一种是直接从ARM公司License IP Core，里面有详细的设计和网表。厂商拿到后只考虑CPU Core怎么和它的应用增强电路，接口怎么对接。还有一种就是从ARM License ISA，这个主要是为了保持接口一致性，当然也会有一些基础电路的源代码，然后厂商自己会进行对应设计。像XScale就是后面这种。所以大家可以看看，为什么一般厂商在相同的工艺水平下，只能跑个1G，而MVL可以跑1.5G甚至更高。
XScale最开始是DEC公司的一个芯片系列，叫StongARM。DEC倒闭后被Intel收购，一方面用于嵌入式通用处理器，另外也集成到Intel IXP的NP中。后来发展中才叫XScale的。突然Intel不想玩了，这点钱不够一个点啊，就卖给了MVL。其实还是非常好的，应用到过Blackberry,Apple等。
所以感觉Intel很怪异，有时候的一些做法很难理解。不过没关系，大款吗，想找几个小三就找几个，不高兴就摔了。
总之，要提升性能，必须改芯片架构，尤其是微架构。工艺的改进一般是降低功耗，缩小芯片面积。因此大家知道Intel为什么采用Tick-Tock战略吧，AMD的微架构和芯片架构设计是很强的，所以AMD敢讲Foundry Spinoff。
续：苹果的A4芯片不得不说的故事
苹果的产品以前用过6502处理器，后来切换到Moto 68系列，后来切换到PPC系列，有时候用IBM的，有时候用Moto的，再后来切换到X86了。
iPod以前是用过MVL处理器的，也用过Samsung处理器的，现在终于自己开发了。在这之前啊，Apple收购过一家叫PA Semi的公司。这家公司的创始人以前是StongARM,SiByte的总设计师，在DEC/Intel/BCM呆过。可能天才是不想在这种官僚的公司混的，没意思吗。所以带了一帮弟兄出来基于IBM Power4开发桌面和服务器的低功耗处理器，Apple是承诺采用其应用到iMAC/PowerMAC上的。但是乔帮主经常喜欢变变想法，不用了！PA Semi没市场了。可能两个人关系好，可能乔老爷也发过慈悲吧，将其收购了。
很长时间没动静了。终于看到A4了。还以为真是这帮人独自开发了。其实啊，Apple刚收购了Intrisity，一家基于ARM做低功耗服务器的厂商。这些人那里来的，这人中在Samsung呆过啊。据说是Samsung给的monney不多。不过说实在的，这是一个忽悠的世界，咱们工程师啊，太实在了，难得拿到太多的Money。即使拿到了，也不会花啊。
据说Apple给他们的股票不多，弟兄们就又反了。一些人出来成立了一家Agulix的做ARM低功耗服务器芯片，产品没看到就被Google收购了。
可见啊，苹果真正牛在其软件，尤其是操作系统上。芯片换来换去，软件平台均支持。芯片啊，说白了，就是降成本。
不过，乔老爷最明白至高点是业务需求，所以始终抓住用户营销。客户才是硬道理。
至于有些人说乔同学技术牛，我不相信乔同学能给我们讲清楚MAC OS的任务调度器算法。
AMD的EM64T和HT技术优势很强，并不是不想狠狠的出口恶气。技术之下，有相互授权的Confidential在啊。
我不是很懂高速接口技术，请问社区里面的专家，HT和QPI的支持的规格差异有多大？嘿嘿：）
在处理器中集成内存控制器是谁先做？现在将CPU和GPU集成是谁先做？估计再过段时间，Intel也会有对应产品吧。嘿嘿：）
如果AMD真的倒闭了，Intel是好事还是坏事？这个世界的一切都是相克相生的。
前不久有报道Smooth-Stone（这两天改名叫Calxeda）在搞ARM-based server processor，不知其idea细节。
目前那些公司对ARM服务器感兴趣呢，是想Google,Facebook,Twitter等Web2.0的公司。为什么呢？大家知道Web2.0和所谓的Web1.0是有很多差别的：
1、海量数据存储，需要大内存技术；
2、读写操作从80/20变为50/50了；
3、空调的电费要低，尽量少请维护工程师；
大内存技术，至少需要64位吧；写操作多了，数据回写的Write Buffer要增加等等。
所以表面看来ARM的功耗低，但我们比拼的是芯片的能效比，比如相同芯片面积的性能，相同芯片面积的功耗，这些指标才有意义。
现在再回头看看以前的什么Spec，什么Benchmark，已经基本没多大实际的参考价值了，往往比较下来，这个芯片的这个指标高，那个芯片的那个指标高，到底选什么啊，纠结啊。
因此Intem Atom也是有大把机会的，就看谁快了。反正市场是摆在那里的，谁先满足客户需求，谁就能捡一把银子，谁就又能多撑一下啊。
去年搞云计算的时候，想到一个问题。客户的设备一般是每隔3年要升级一次，老的单板基本要被废弃掉，主要还是电费原因。这个回收成本是很高的，客户已经不想自己掏钱了，希望有人掏。领导问我，这个怎么办？我想了一下，反正一根绳上的蚂蚱，谁也走不了。这条链上，谁挣的钱多就谁多掏，少挣的少掏呗。Intel挣的多啊。
前两天看techcrunch的WEB2.0的报道，顺着链接去了KPCB的sFUND，里面提到，facebook用的是amazon的cloud，所以，要研究amazon是如何搞定cloud的硬件的，还有将来要如何发展。