Компания AMD выпускает первые 64-разрядные системы на кристалле серверного класса. Для сторонников продвижения архитектуры ARM это знаковое и долгожданное событие. С ним связаны давно назревшие изменения в центрах обработки данных и передел всех имеющих к ним отношение рынков. Прежние гиганты легко могут остаться если не за бортом, то в глубоком минусе. Как же маленькому чипу удалось вызвать такую масштабную революцию?

http://youtu.be/CC1o0VWRVXA

Схемы архитектуры ARM с разрядностью 32 бита выпускаются с 1995 года. Именно они сделали возможным появление КПК, мобильных телефонов и их эволюцию в смартфоны. С ними же связано возникновение планшетов, нетбуков и ультрабуков, медиаплееров и другой миниатюрной техники самого разного назначения.

Другая тенденция, быстро сформировавшаяся под влиянием SoC — проникновение серверных технологий и средств автоматизации в наш быт. Маршрутизаторы, NAS и целые «умные» дома немыслимы сегодня без систем на кристалле.

Где бы ни начинали применяться SoC (в частности архитектуры ARM), они показывали высочайшую отдачу на каждый ватт и кубический сантиметр пространства. Потому что изначально создавались как специализированные чипы, в которых нет ничего лишнего.

Сравнение AMD Opteron A1100 и X2150 (изображение: amd.com)
Сравнение AMD Opteron A1100 и X2150 (изображение: amd.com).

В серверном сегменте SoC ARM пытались использовать давно, но всерьёз об этом заговорили лишь пару лет назад. Соответствующие разработки появились не только у крупных вендоров (например, HP с её проектом Moonshot и Dell с сервером Copper С500), но и у софтверных компаний. Высочайший интерес к адаптации архитектуры ARM в своей ИТ-инфраструктуре проявили Google и Facebook.

“Компьютерра” уже писала ранее, что Google работает над выпуском чипов архитектуры ARM для оптимизации своих затрат, а вице-президент Facebook по дизайну оборудования Фрэнк Фрэнковски (Frank Frankovsky) продвигает идею компонентного понимания работы дата-центров и создания серверов под строго определённые задачи.

Несмотря на ряд успехов в продвижении ARM, многие до сих пор считают серверы на базе SoC лишь смелым экспериментом. Долгое время их проектировали на основе специфических архитектур (например, IBM Power), и они были умопомрачительно дороги. Потом настал бум доступных серверов на знакомой домашним пользователям архитектуре x86. Всё ещё трудно признать перевод даже части платформ и веб-сервисов на ARM как современную тенденцию.

Главной виной тому — ограничения разрядности этих чипов. Для обработки больших объёмов данных тридцатидвухбитной логики недостаточно. С ней просто невозможно адресовать более 4 ГБ оперативной памяти на ядро и выполнять вычисления с плавающей запятой, требующие повышенной точности.

В представленных AMD процессорах Opteron A1100 размещены первые в отрасли ядра с разрядностью 64 бита — ARM Cortex-A57, выполненные по техпроцессу 28 нм и работающие на частоте выше 2 ГГц. Старшая модель будет содержать 8 ядер, 8 МБ кэш-памяти третьего уровня и поддерживать до 128 ГБ ОЗУ стандартов DDR3 и DDR4 с ECC. В них также будет встроена поддержка двух портов Ethernet 10 Гбит/с и 8 портов SATA 6 Гбит/с.

AMD Opteron A1100 на базе Cortex-A57 (изображение: gsmarena.com)
AMD Opteron A1100 на базе Cortex-A57 (изображение: gsmarena.com).

Процессоры с ядрами ARM Cortex-A57 соответствуют стандартам Open Compute Project и Common slot architecture. Это позволяет использовать их вместе с традиционными процессорами семейства x86 на существующих операционных системах уже сейчас, пока не появилось оптимизированное программное обеспечение.

Как обычно, главным тормозом прогресса остаётся низкая готовность софтверной части. Драйверы пишут уже сейчас, но пока адаптируют SDK и выполнят портирование сотен программ, пройдут месяцы. Благо есть кросс-платформенные решения, которые могут выполняться на любой аппаратной платформе.

Параллельно AMD развивает системы на кристалле с классической архитектурой x86. Интеграция центрального и графического процессоров в одном чипе (APU) получила продолжение в виде HSA (Heterogeneous System Architecture). Первыми решениями с поддержкой HSA в этом году стали APU Kaveri.

Вице-президент и руководитель серверного подразделения AMD Эндрю Фельдман (Andrew Feldman) считает, что наиболее выигрышным направлением использования HSA в серверных приложениях станет обработка видео в реальном времени. Обычные дискретные системы выполняют эту задачу в пакетном режиме и ценой огромных энергозатрат.

Новые процессоры Opteron A1100 и APU с поддержкой HSA станут для компании двумя мощными козырями в борьбе за серверный сегмент. Однако AMD придётся бороться за место под солнцем не только с привычными конкурентами.

Планы AMD по выпуску серверных процессоров для различных задач (изображение: gigaom.com)
Планы AMD по выпуску серверных процессоров для различных задач (изображение: gigaom.com).

Одним из ранних проповедников создания ARM-серверов стала компания Calxeda. Фирма предлагала интересные платформы для облачных вычислений. Например, EnergyCore ECX-2000 на базе ARM Cortex A15 с потреблением энергии всего пять ватт на ядро, работающую под управлением Ubuntu Linux 13.10.

Одно из первых серверных решений на базе ARM - Calxeda EnergyCore ARM Cortex-A9 (фото: calxeda.com)
Одно из первых серверных решений на базе ARM – Calxeda EnergyCore ARM Cortex-A9 (фото: calxeda.com).

Генеральный директор Calxeda Барри Эванс (Barry Evans) анонсировал ранее, что в этом году Calxeda представит серверы третьего поколения на процессорах архитектуры ARMv8 с разрядностью 64 бита: «Мы намерены возглавить отрасль и внести в неё новые концепции, которые изменят центры обработки данных за счёт снижения требований к питанию и увеличения плотности. Lago станет первой волной 64-разрядных систем на архитектуре ARM в 2014 году».

Однако анонс оказался сильно преждевременным, а ранняя попытка изменить рынок – неудачной. Сейчас компания ищет, кому бы продать свои активы. Возможно, они заинтересуют компанию Tilera – партнёра Broadcom и одну из наиболее инновационных фирм, по мнению издания MIT Technology Review. Она выпускает собственные SoC для облачных серверов и активного сетевого оборудования. В её планах также указывается выпуск серверных платформ на базе архитектуры ARM x64.

Qalcomm тоже представила SoC ARM x64, но пока официально ориентируется только на мобильный рынок (фото: thewire.com)
Qalcomm тоже представила SoC ARM x64, но пока официально ориентируется только на мобильный рынок (фото: thewire.com).

Ещё одним сильным конкурентом может стать Qualcomm, которая пока дистанцируется от применения ARM вне мобильных устройств. Директор по маркетингу Ананд Чандрасекер заявил о том, что рассматривает 64-битную архитектуру ARM в серверном сегменте всего лишь как рекламный ход: «Вы нуждаетесь в шестидесяти четырёх битах только для адресации памяти за пределами 4 ГБ. Только и всего. Такая разрядность не требуется для повышения производительности. Я думаю, что это маркетинговый трюк».

Однако позже новый генеральный директор компании Стив Молленкопф (Steve Mollenkopf) прокомментировал это заявление как ошибочное, а компания распространила пресс-релиз, в котором “с гордостью представляет Cortex-A53 — первую 64-разрядную микросхему среднего ценового сегмента”.

Так или иначе, главные цели всех существующих и будущих производителей серверов на базе новых SoC одинаковы: максимальное снижение потребления энергии и уменьшение габаритов. Если поначалу такие платформы воспринимались как вспомогательные и назывались “микросерверами”, то в этом году они имеют все шансы перейти на макроуровень и сильно потеснить традиционные решения.