当前,全球市场上的两大芯片制造商英特尔和AMD正在利用其最新的嵌入式芯片产品瞄准了边缘计算环境。那么,这两大芯片巨头企业分别提供了怎样的产品呢?

芯片制造商英特尔和AMD是数据中心市场的长期竞争对手,他们经常需要与其各自的服务器平台直接对接。

最近,两大巨头之间的竞争再次升温:随着两家公司的嵌入式芯片产品的先后发布,二者之间的竞争开始转向了新的领域。这两家公司都将其新的目标瞄准了边缘计算、软件定义的网络和存储等领域的应用程序。

早在2017年中,AMD公司就已经通过宣布推出其基于Zen微架构的全新EPYC处理器组合产品正式回归服务器产品市场,而仅在一个月之后,英特尔也推出了其基于Skylake微架构的Xeon Scalable产品系列。

两家公司的这两大产品阵容在某些特性和功能上有所不同,但都是针对数据中心的,具有数十个CPU核心,并支持大量内存。

到今年2月份,英特尔公司宣布推出其基于相同的Skylake的内核的一系列片上系统(SoC)处理器Xeon D-2100,但该公司称,该架构主要旨在满足受空间和功耗限制约束的边缘应用程序和其他数据中心或网络应用程序的需求。

仅仅几周后,AMD公司就公布了基于其服务器芯片的EPYC嵌入式3000系列产品以及Ryzen嵌入式V1000系列产品。后者基于AMD的Ryzen桌面处理器,该处理器在同一芯片上集成了CPU和GPU内核。

与英特尔类似,AMD宣称这些新的处理器具有“从核心到边缘的革命性的功能”。

  在边缘计算中的嵌入式芯片产品

这两家公司都意识到了嵌入式产品的不断增长的市场潜力和机会,特别是在当前的边缘计算领域蓬勃发展的大趋势下。这可以被定义为在某些情况下需要具有接近作用点的显著处理能力的系统,例如在工厂车间或甚至作为自动驾驶汽车的一部分,以便处理可以在本地完成,而无需发送数据回到远程云数据中心再进行处理。

嵌入式处理器通常会被安置进入硬件设备,这可能意味着将其用作数据中心网络套件或存储硬件的控制器。

因此,英特尔和AMD都调整了其各自的服务器处理器,使其具备额外的片上功能,例如内置以太网端口或可配置的输入/输出(I / O)端口。

英特尔的Xeon D-2100系列产品分为三种:服务器和云、网络和企业存储以及英特尔QuickAssist技术。后者包括用于加密等功能的片上硬件加速,吞吐量高达100Gbps。这针对安全网络中的加密流量,并提高了高性能存储应用程序的压缩率。

最高端的芯片是Xeon D-2191,这是一款具有18个内核的“服务器和云”芯片产品,而主流的Xeon可扩展部件则高达28个内核。它的独特之处在于其没有网络支持,该系列中的其他芯片具有四个10Gbps以太网端口。

所有的芯片都有四个内存通道,最多可以支持512GB的DDR4。与此同时,PCI Express(PCIe)3.0有32条通道,另外英特尔为所有的Xeon D-2100芯片均配备了20条可配置的高速I / O(HSIO)线路,可以在软件中定义为另外20条PCIe通道,最多高达14个SATA端口或最多4个USB 3.0端口。

Xeon D-2100系列在处理器封装内部集成了平台控制器中枢(PCH),而不是Xeon服务器中的独立芯片;而AMD公司的EPYC系列产品从一开始就已经实现了整合。这一举措意味着构建系统所需的芯片更少。

AMD公司的EPYC 3000系列产品的主要区别在于其内核,具备四核和八核芯片支持两条DDR4内存通道和32条PCIe通道,而12核和16核芯片则具有四条DDR4通道和多达64条PCIe通道。

尽管AMD芯片的内核数量少于英特尔芯片,但其12核心和16核心模型可支持双倍的内存——高达1TB ,外加多达16个Sata端口,以及多达8个10Gbps以太网端口。后一种功能几乎肯定会使EPYC 3000芯片产品成为构建网络设备的硬件供应商的相当具有吸引力的产品选择。

与此同时,Ryzen嵌入式V1000系列产品仅具有两个或四个CPU内核,但与AMD的Vega GPU集成,具有多达11个计算单元。这意味着他们更有可能在需要具备显示功能的设备应用程序中找到其用武之地,比如医疗成像或工业控制领域,但是具有集成GPU可用于各种其他应用程序。

英特尔和AMD两家公司都将积极推动与服务器处理器的软件兼容性,以便作为其新的嵌入式芯片产品的关键特性。边缘计算尤其如此,在该领域,计算基础设施最终可能类似于小型数据中心,而不是传统的嵌入式用例。

在AMD在伦敦召开的发布会上,公司展示了如何将虚拟路由器或防火墙设备等工作负载从网络核心迁移到边缘,并再次迁回,而具体则取决于当时的流量级别等情况。

该演示使用基于EPYC 3000芯片的网络设备,而一款基于EPYC 7000处理器的HPE DL385服务器则代表了网络核心。两者都运行基于OpenStack框架的环境。

英特尔还预见其新型的嵌入式处理器将以类似的方式使用。例如,该公司先前已经详细说明了为下一代5G无线网络规定的苛刻功能将如何彻底的改变移动运营商所使用的网络基础设施。

具体而言,网络功能必须用软件来实现,使用网络功能虚拟化(NFV)等技术来使整个网络更具适应性和动态性。这将导致蜂窝基站变得更像微型数据中心,英特尔将Xeon D-2100系列产品视为这项工作的理想候选。

这两家公司都在宣传他们各自芯片产品的安全特性,如果这些芯片产品有望在远程环境中运行(例如在边缘计算或物联网部署中可能会出现这种情况,并且可能正在处理敏感数据),将会很有意义。

据该公司介绍,除了本文上述所提到的QuickAssist技术外,英特尔Xeon D-2100系列还继承了AVX-512指令,用于加速浮点处理,包括更快的数据传输和更快的加密处理功能。

同时,EPYC 3000继承了数据中心EPYC芯片产品的所有安全特性,包括其安全信任根,支持加密内存和加密虚拟机(VM)。信任的安全根是基于每个EPYC芯片内置的安全处理器,并且旨在提供安全的引导过程。

安全内存加密(SME)使各个内存页面可以实时加密,对应用程序透明。这是为了防止可能访问系统内存的任何恶意软件,因为数据将针对除拥有特定内存页面之外的所有应用程序实施加密。

安全加密虚拟化(SEV)适用于相同的保护,但是针对在EPYC服务器上运行的整个虚拟机,保护其内存区域免受其他虚拟机的威胁,以及系统管理程序受到威胁。

  成本是重要的因素

总的来说,英特尔和AMD两家芯片巨头公司似乎都瞄准了同一个市场,并提供大致相同的功能;最新的嵌入式处理器的核心数量约为其数据中心芯片数量的一半,但增加了内置的网络和其他功能,以支持其嵌入式角色。

然而,AMD正在寻求差异化的一种方式是成本售价。其拥有16个核心的顶级EPYC 3451芯片售价为880美元,而英特尔顶级Xeon D-2191芯片的18核心售价则为2407美元。

对于许多应用程序而言,这可能是决定性的因素。根据云系统公司首席技术官Mohamad El-Batal介绍,AMD公司得到了希捷公司的支持,该公司正在评估EPYC 3000和EPYC 7000处理器,以用于其企业和数据中心存储解决方案。

“这里的关键点不仅仅是关于企业客户能够从中获得什么功能,更关乎到企业客户和最终用户是否负担得起。”他说。

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