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ARM、IBM和英特爾:服務器市場的博弈誰會贏?

2016/07/13
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閱讀需 24 分鐘
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半導體市場的衰落已經(jīng)成為不爭的事實,雖然有很多人企圖在找到下一個風口,以刺激半導體市場的起死回生??墒莵碜允袌龅姆答伈⒉蛔髅?,尤其是中國市場的放緩,還引起了國際半導體廠商的恐慌。據(jù)統(tǒng)計亞太市場站全球市場的 60%,而中國占亞太地區(qū)的 50%,由此中國市場的動一動足以讓諸位大廠肝顫一下,盡管越南和印度在崛起,但是在短期內(nèi)還是難以起到?jīng)Q定性作用。

在風口的尋找上大家都下足了功夫,有的說是物聯(lián)網(wǎng)、有的說是無人機,有的說是 VR。但是物聯(lián)網(wǎng)還沒有任何眉目,說好的智能家居似乎沒有飛入尋常百姓家,被熱捧的無人機、VR 似乎市場也沒爆發(fā)式增長。電子產(chǎn)品的市場實在缺乏刺激,一時間風投似乎都找不到切實可投的方案。

智能手機出貨量的下滑注定給與之相關(guān)的半導體廠商帶來下跌,怎么辦?有的抱團取暖,有的開拓新市場,總之誰都沒閑著。于是乎我們看到 2015 年出現(xiàn)大宗并購案,博通隨之被并購了,飛思卡爾不再有,Altera 變成英特爾的附屬。由于資本的驅(qū)動,半導體廠商有的在急于賣掉變現(xiàn),有的在尋找新的商機,有的則在成熟領域搶奪市場。

ARM、IBM 和英特爾:服務器市場的博弈戰(zhàn)誰會贏?
服務器市場想必大家都非常熟悉,因為大數(shù)據(jù)的爆發(fā),很多數(shù)據(jù)中心建起來了,更多需求來了,當初放棄這塊業(yè)務的 IBM 幡然醒悟了,自己丟掉了多好的一塊肥肉,目前看來最有發(fā)展?jié)摿Φ囊粔K業(yè)務,豈能這么白白拱手讓人。于是它推出了自己的 POWER 構(gòu)架,建立了自己的生態(tài)圈,與 Xilinx 一起搞加速卡,試圖在這一領域和英特爾分得一杯羹。

英特爾不能說沒有壓力,但是目前也只是冷笑:“切,我要設備有設備,要技術(shù)有技術(shù),關(guān)鍵還是握著 95%的市場份額,看你怎么搶。”在這里想討論的是英特爾的 X86 架構(gòu)和 IBM 的 POWER 架構(gòu)到底誰更具有優(yōu)勢?如果 POWER 具有優(yōu)勢長期看來還是能發(fā)展起來的,怕就怕具有沒有革命性的優(yōu)勢,用戶的換機動力太小,最后不得而終。專業(yè)人士分析:“如果只比較 CPU,其實沒有什么好說的。指令集不同,工藝不同。如果需要比較,那就需要比較各自的硬件軟件體系。”

先說硬件系統(tǒng),從處理能力來說,單 Hz 的處理能力 x86 已經(jīng)超過了 Power 系列。但是 Power 的優(yōu)勢在于采用了標準的 SMP 結(jié)構(gòu),也就是說對于內(nèi)存來說所有 CPU 訪問的速度都是一致的,而 x86 采用了 NUMA 結(jié)構(gòu),這就是說 CPU 和內(nèi)存是分區(qū)的,每個 CPU 訪問自己的這部分內(nèi)存特別快,但是如果需要訪問其它部分那就要走 QPI 總線,這也客觀上造成了隨著 CPU 數(shù)量的增多,處理能力的增長 Power 系列的線性程度遠好于 x86(這也是為什么很少會用 4 路以上的 x86 服務器)。而且作為小型機,封閉系統(tǒng),其設計更加完整緊湊,綜合起來性能強于 x86;再說軟件系統(tǒng),IBM 服務器硬件體系是自己的,操作系統(tǒng)也是自己的,所以整合起來 Power 系列服務器的整體穩(wěn)定性要高于 x86 服務器,而且運維方便(特別是對于一些外圍硬件,如果使用 IBM 更加容易用),抗壓能力也強。POWER 系列服務器的缺點就是封閉,價格太高,隨著分布式數(shù)據(jù)中心的發(fā)展,X86 構(gòu)架的優(yōu)勢突顯,因此 POWER 遭到淘汰。

又是價格,IBM 能否將價格降下來這個是崛起的關(guān)鍵,但是 IBM 要說降價的前提是用戶大增,降低成本。好吧,雞生蛋蛋生雞的問題又來了。

除了 IBM,另一個想進軍服務器領域的就是 ARM,ARM 構(gòu)架在移動處理器領域的成功有目共睹,放眼望去幾乎都是 ARM 的天下了,原來僅存獨立構(gòu)架的 Atmel 也被收購了,預計 AVR 構(gòu)架也會成為歷史。英特爾在移動處理器領域也曾經(jīng)非常努力過,可是最終抵不過 ARM 的排山倒海,最后敗下陣來,燒掉 100 億美金以后毅然忍痛割肉,還美其名曰:用現(xiàn)有的技術(shù)做自己能做的事情??磥硪苿犹幚砥黝I域是暫時放手了。英特爾在服務器領域的霸主地位讓它保持了自己的揚眉吐氣,心里暗自嘀咕:ARM 想進軍服務器領域,再做十年春秋大夢。

英特爾說得不是沒有道理,ARM 處理器基于精簡指令集(RISC)架構(gòu)。指令集數(shù)量少就可以簡化硬件邏輯的設計,減少晶體管數(shù)量,也就意味著低功耗。而且由于移動平臺應用通常簡單,程序的控制流不復雜,執(zhí)行效率沒有必要很高,所以流水線、分支預測等硬件邏輯都比較簡單,這些都降低了晶體管總量。同時因為移動設備有電池的能源限制,ARM 的電源管理是作為重要部分特別設計了。比如移動設備的處理器在待機時通常只以極低的主頻在運行,甚至可以暫時關(guān)閉閑置的核心、協(xié)處理器來降低功耗。

X86 架構(gòu)就截然不同,x86 是復雜指令集(CISC)架構(gòu),存在很多機器指令,只為了高效地完成一項專門任務(比如 MMX, SSE 中的指令)。這就使得硬件的邏輯很復雜,晶體管數(shù)量龐大。為了高效地進行運算,x86 架構(gòu)有較長的流水線以達到指令級并行(ILP)。長流水線帶來的一個弊端,就是當遇到分支時,如果預載入分支指令不是未來真實的分支,那么要清空整個流水,代價較高。所以 x86 為此還必須有復雜的分支預測機構(gòu),確保流水線的效率。再加上多級 cache,支持超線程、虛擬化等等,X86 的復雜度其實相當高。 ARM 處理器本身定位于嵌入式平臺,應付輕量級、目的單一明確的程序,現(xiàn)在應用在移動設備上正是得心應手。x86 定位于桌面和服務器,這些平臺上很多應用是計算密集型的,比如多媒體編輯、科研計算、模擬等等。

因此從硬件層面看,這兩種處理器的設計初衷可說是背道而馳的,X86 架構(gòu)在移動計算站穩(wěn)腳跟很困難,而 ARM 的 RISC 架構(gòu)也無法在較復雜的應用中表現(xiàn)很出色,例如高性能計算等領域。

每個事物都有自己的使命,看來 ARM 架構(gòu)和 X86 架構(gòu)的定位就是不同,英特爾想強制進入移動處理器領域已經(jīng)驗證失敗,ARM 能否進入服務器領域能夠成功?大家可以猜吧。

當然,也有人說由于英特爾的壟斷已經(jīng)引起了客戶的不滿,客戶方也在希望出現(xiàn)新的替代品來緩和這種局面。看,著就是 IBM 和 ARM 的機會,但是能否堅持做出好產(chǎn)品,能夠贏得用戶的青睞,就要看他們自己的了。

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一個多世紀以來, IBM 一直致力于幫助每個客戶取得成功,并全力研發(fā)對于全世界舉足輕重的各種創(chuàng)新產(chǎn)品。

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