如果人们对Arm公司在数据中心行业的未来发展仍存有疑虑的话,那么这些疑虑将很快消散。

Arm Holdings公司是一家总部位于英国剑桥的CPU处理器架构设计和开发商,该公司的业务主要是为智能手机和物联网设备提供芯片产品。Arm公司在过去几年致力于拓展数据中心市场,而这些努力开始取得成果。

包括全球规模最大的AWS公司在内的多家云计算供应商都在他们的数据中心运行基于Arm的CPU。去年,富士通公司在日本研究中心构建的Fugaku超级计算机采用了Arm公司的CPU和GPU加速器,并获得了世界上最快超级计算机的称号。

今年3月,Arm公司宣布推出下一代Arm CPU的Armv9,这款产品在未来几年内成为该公司的支柱产品。Arm公司声称,这款CPU在数字信号处理和机器学习等领域将比原有的型号表现更好,并使Arm系统总体上更加稳健和安全。不过与数据中心市场芯片领导者英特尔公司和AMD公司的处理器相比,Arm公司的芯片产品的能耗更高。

Arm公司希望推出更多的CPU产品,这取决于英伟达(Nvidia)公司能否获得其以400亿美元从软银集团收购Arm公司所需的批准。甚至在出售之前,英伟达公司就已经将其大量数据中心产品路线图放在了Arm架构上。Arm公司为其BlueField SmartNIC提供动力,其即将推出的人工智能工作负载CPU名称为“Grace”,是基于Arm的CPU架构。

ARM

基于Arm CPU的服务器在企业数据中心的应用

很多人怀疑是否有企业在其数据中心或云计算设施中部署Arm服务器。而如果有的话,其数量可以忽略不计。英特尔公司和AMD公司的x86架构继续在这一行业领域占据主导优势。

数据中心运营商Equinix公司主管裸机业务的总经理Zachary Smith 说,“我认为Arm服务器在数据中心的应用仍然很少。如果不计算那些在RISC架构上运行的、采用IBM大型机和其他计算资源的企业的话,那么绝大多数的服务器仍然运营在x86架构上。在过去15至20年一直如此。而在三四年前,在数据中心很难找到采用AMD公司CPU的服务器,尽管目前发生了巨大的变化。”他对Arm公司芯片应用在Equinix零售托管数据中心进行了这样评论。

其他的数据中心提供商也有类似的观点。然而他们都认为Arm公司的CPU产品在数据中心的采用率正在上升。

为超大规模和小型云计算提供商设计Arm服务器CPU的Ampere公司首席产品官Jeff Wittich说,“我想说的是,我们现在才刚刚开始进入市场,如果回到三年前,公平地说数据中心采用Arm CPU的服务器为零。显然,在SmartNIC中采用一些Arm的芯片,也许在一些边缘设备和网络设施中应用,但在数据中心中的服务器中却没有采用。”

Arm CPU在云计算数据中心中的应用

目前,一些主要的云计算供应商全力支持采用Arm公司CPU服务器。几乎所有人都在幕后广泛使用Arm服务器CPU来为其基础设施提供支持,其中一些为其客户提供架构,用于裸机部署或作为基础设施即服务。然而,与内部部署数据中心类似,云计算数据中心中运行的大多数Arm服务器CPU都用在SmartNIC等设备中,用于从CPU分担网络处理任务。

Omdia公司云计算和数据中心研究机构负责人Vlad Galabov说,“如今,Arm CPU的最大用途可能是用于以太网适配器或SmartNIC,而一些云计算服务提供商已经率先采用。但其他市场也在采用这些产品。

这使得网络协议、存储协议或任何类型的安全设备管理器(SDM)功能可以在以太网适配器上的Arm处理器上运行。这意味着其CPU不需要运行协议,因此它减轻了CPU的工作负载,而且还可以使数据传输更快。这可能是当今最广泛的应用,因为这个市场可能比其他市场更主流。”

随着越来越多的云计算服务器提供商开始向其客户提供采用Arm CPU的服务器,这种情况在过去几年中发生了变化。

Wittich说,“AWS公司采用Graviton2,而中国一些云计算供应商采用了华为的芯片。从我们的角度来看,自从去年下半年以来,我们一直在向云计算供应商推广我们的产品。Oracle Cloud开始采用Arm服务器。我认为在今年将会看到更多超大规模云计算供应商发布公告,并将一些产品和服务推向市场,而所有大型基础设施和服务提供商将拥有自己的基于Arm的实例。”

GPU到服务器

Wittich表示将Arm服务器排除在数据中心之外的原因之一是缺乏可以在该架构上运行的软件。

他说,“在过去的两年里,一些事情显然发生了变化。Arm推出CPU的性能显著提高,其次,我们围绕Arm的CPU构建一个SOC,它实际上确实为应用在数据中心服务器上而设计的,并且可以连接到用户期望连接的所有设备,例如GPU和智能NIC。很多软件都能够运行,但还是有一些漏洞。”

他表示,现在所有主要的Linux服务器发行版都支持采用Arm的CPU,而在运行Windows操作系统的服务器中,所有主要的管理程序都可以运行,不再有任何漏洞。

Equinix公司的Smith表示,有了操作系统和虚拟机管理程序的支持,该公司裸机云客户变得更愿意考虑采用Arm服务器运行工作负载,而不是坚持使用x86架构的服务器。

他说,““我们的很多客户表示,不在乎采用Arm还是x86,这并不重要。而是运行速度更快或费用更低,或者哪种服务器有更多内存。这就是我看到发生重大转变的地方。我们甚至有一些客户表示愿意采用数千台Arm服务器。”

Arm在内部部署数据中心的应用

在调查中,很多人都认为Arm服务器将在两到五年内占据内部部署数据中心更大的市场份额,即使这与他们的愿景并不完全匹配。

Smith表示,他认为Arm服务器CPU的采用与其灵活性有很大关系,因为设备制造商可以设计Arm芯片以满足特定需求,而不是必须采用英特尔或AMD的CPU。

他说:“数字化转型的趋势将继续加快,这意味着人们将看到出现更多拥有高度特定数字工作负载的公司。这些公司致力于为他们的软件找到合适的架构。因此在五年后,将会出现更多的数字服务提供商,他们将选择经济可行的工具。因此,我相信会看到更加多样化的工作负载和替代架构。”

他表示,这并不一定意味着Arm公司的崛起将以牺牲英特尔公司和AMD公司的利益为代价。

Smith说,“我还认为将会看到传统CPU制造商做出回应。我们将很快看到新型架构的出现,就服务器技术的发展来说非常快。例如英伟达公司在服务器方面的看法与英特尔公司完全不同,英特尔以CPU为中心,英伟达以GPU或数据为中心。我认为在两年内可能不会看到大的变化,但我们会看到更多的运营模式。五年之后,我们拥有高度专业化的云平台,以及那些在更集成的架构上工作的云平台。”

Omdia公司的Galabov表示,由于英伟达公司的Grace和ArmV9等产品促进Arm公司的改进,他预计到2025年采用Arm CPU的服务器使用量会显著增加。

他说,“目前我们预计基于Arm的服务器将会成为主流。到2025年,其市场份额将接近10%,但我认为由于新的市场表现,将会加快发展。根据一家供应商的预测,2030年全球服务器市场的很大一部分可能是Arm服务器。”

Galabov补充说,“如果我在五年前预测Arm有朝一日会成为主要的服务器架构,人们会认为我疯了。但是现在,预测Arm服务器甚至可能在2030年超越x86服务器并不奇怪。我对此并没有进行预测,我认为这不太可能,但即使出现这种情况也并不奇怪。”

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