对话Ampere产品高级副总裁Jeff Wittich:云计算市场渴求新算力,服务器端CPU应变革

Lynn 3周前 (03-12)

随着市场需求的增加和技术的发展,服务器产品从架构到软硬件都在发生巨大变化,这要求整个产业链都需变革,Ampere抓住的正是这样的机会。

云计算市场越来越大。

2019年开始,随着全球各大传统企业,包括商业银行的全面上云,云计算开启了高速发展时代。从人类历史上的第一张黑洞照片到疫情期间的全民网课、线上会议与药物研发,它在科研探索、教育等场景中扮演的角色越来越重要。

然而在应用需求猛增的情况下,产业底层厂商需要面临的问题也随之而来:算力无止境加持下,如何顺应市场需求,搭建新型大规模数据中心?以及如何最大程度控制成本?

作为业内资深工程师,Ampere产品高级副总裁Jeff Wittich对此也是感触颇多,“如今的数据中心对延时、散热、功耗等性能的需求已大不相同,机器学习、边缘计算等需求日益强烈,市场需要一种新型的算力了。”

对话Ampere产品高级副总裁 Jeff Wittich:云计算市场渴求新算力,服务器端CPU应变革

图 | Ampere产品高级副总裁 Jeff Wittich

大势所趋,云计算与传统计算差异化愈加明显

提起云计算,从互联网时代到如今AI时代,它的发展历程就是共享经济在计算领域的演进史。如今因为各类场景数字化升级的推进,其应用领域和应用层次也一直在不断扩大。

如Jeff提到,因近两年深度学习、机器视觉等技术的大规模应用,云计算产业的发展也来到了历史的拐点。与过去传统计算相比,如今云计算需要支撑的应用已然千变万化,相应地,其软硬件(数据中心及相关平台)构造复杂度也必须要有所颠覆。

“具体到性能上,与过去相比,如今云计算有着容器和微服务快速转变、部署密度高、能效低、高度支持AI和机器学习等要求,这给既有的解决方案提出了很大挑战。”

以能效为例,有统计数据显示,2019年数据中心电力消耗占据全球能耗的3%,而预计到2030年,其电力消耗占比将会持续增长至11%。

类比来看,该消耗量已经可以与电力消耗巨大的行业(如航空)比肩了,而因电力消耗,数据中心运营成本居高不下,这极大地妨碍全球算力的发展进度。

接下来,5G商用、AI应用市场的扩大呈必然趋势,云计算平台技术的变革也因此迫在眉睫。

重新设计CPU,“80内核、单核单线程”高度匹配云计算

放眼市场,受需求变化影响,谷歌Kubernetes阵营已越来越强大,谷歌、亚马逊均开启了自研服务器芯片模式,而Arm也终于找到了x86市场的突破口,华为等厂商纷纷基于ARM架构重建数据中心。

对于初创公司Ampere来说,市场机会也出现了。

Jeff指出,“因为需要满足不同场景的需求,客户对服务器芯片的要求也开始多样化,而它具体可以归结为三类:一是超高性能;二是全平台可扩展;三是高密度和高能效。但目前市场上并没有一款能够解决这些问题的芯片。”

因此,在瞄准了市场的需求之后,Ampere团队打破既有桎梏,基于Armv8.2+架构,操刀设计了新一代服务器CPU,也是首款满足这三类需求的处理器芯片——Ampere Altra。

对话Ampere产品高级副总裁 Jeff Wittich:云计算市场渴求新算力,服务器端CPU应变革

“Ampere Altra可以满足上述三类要求,非常适合现在的云环境,因此我们说它是世界首款云原生处理器。”

具体去看,Ampere Altra处理器能够提供可预测高性能,单路具备80核,支持两路平台;同时利用monolithic die(即单芯片设计)工艺,其所有的核在Mesh网络互连下相互连结,保证了高带宽和一致性互联Mesh网络;此外,它还能提供非常高的内存带宽和内存密度

除了高性能,在可扩展性上,Altra处理器可以根据不同环境适配边缘到超大规模云需求,尤其在支持包括像容器、微服务等计算模型上,该芯片非常好用。

而为了实现高能效,除了高密度设计,设计团队还专门为电源管理、散热等相关服务配备了控制服务器,使其在云环境中有最佳的功耗表现。

当然,不仅仅是以满足三类需求为核心设计逻辑,在具体细节上,Ampere团队也做了非常缜密的考量和布局。

Jeff举例说,“Ampere Altra处理器的80个64位ARM的CPU内核,每一个核最高的频率是3.0G赫兹,所有内核都能在turbo模式下持续运行,可实现满负荷的云计算工作流;同时除了每一个核专属的L1和L2缓存之外,我们在系统级别还配备了一个32MB大缓存,可以显著减少延时、隔离干扰;另外,该芯片的整数运算和浮点运算性能都非常强大。而通过单核单线程的设计,我们消除了单物理核多线程设计中多用户共享资源的争夺引起的 “相邻干扰” 问题,实现提供100%的可预测性能核心。”

如此种种,作为首款面向云计算的CPU,Ampere Altra处理器还是足够让人印象深刻。

对话Ampere产品高级副总裁 Jeff Wittich:云计算市场渴求新算力,服务器端CPU应变革

市场需求激增,新型服务器前景可观

但是,出自初创公司团队的手笔,这款新芯型片到底能不能够开辟属于自己的市场?

Jeff认为完全不用担心,“因为云计算的多样性需求,我们发现客户在部署大规模数据中心时,对硬件模块多样性的需求也十分强烈。如微软和甲骨文,他们已经在尝试使用我们的芯片,我们收到的反馈也很好。”

事实上,如Jeff所言,随着云服务市场需求的增长,数据中心规模愈趋于大规模,各类硬件模块也进入了百家争鸣时代,留给新型芯片的机会越来越多。而且全球云服务市场规模在不断扩大,Ampere可以抢占的细分市场规模也很可观。统计数据显示,2019年云服务整体市场规模为1071亿美元(7500亿元),同比增长37.6%,2020年预计达到1410亿美元,依然能够实现32%的增速,前景可期。

“此外,Altra处理器是基于ARM架构设计的,Arm强大的生态会降低我们进入市场的门槛。我们都知道,Arm在终端上已经形成了生态,但是除了终端,Arm在服务器端也有了大幅增长。尤其是考虑市场对低功耗的需求和Arm自身技术的成熟,ARM架构在云计算市场其实已经极具竞争力。”

确实,因ARM架构的技术趋于成熟,近两年以华为、微软为代表的巨头已经纷纷转向了Arm。目前ARM架构也已经可以支持包括Linux、BSD、Windows在内的所有大型操作系统、容器和虚拟化工具如Docker、VMware、KVM和Kubernetes等,以及CUDA、Java等语言。

最后

当然,产品售出后,客户所忧心的初创公司的持续性升级能力和服务问题,Jeff也认为完全没有担心的必要,“对于云提供商来说,Altra处理器的性能表现很重要,但我们认为更重要的是,Ampere有能力以一个固定的节奏持续升级处理器。”

值得一提,由于团队强大的实力和背景,即便作为初创公司,一直以来Ampere在业内的受关注度丝毫不低。同时由凯雷集团(Carlyle Group)资助,在2019年4月,它还曾获得Arm的二轮融资。

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