[原创] 华为鲲鹏处理器实现商用,Arm服务器又添砝码

2019-07-18
14:00:08
来源: 半导体行业观察

近期,沉寂好长一段时间的Arm服务器市场传来了一则消息: 浙江移动营业厅前台系统迁移至基于华为鲲鹏处理器的泰山(TaiShan)服务器。 这是全球首例基于鲲鹏处理器的商用运营商IT应用系统。

浙江移动将现有大IT中台产品与华为TaiShan服务器成功融合,包括DCOS(数据中心操作系统)、docker、MSP(微服务平台)等组件,通过大IT中台提供的硬件解耦、集群快速切换、故障自动隔离等特性,将营业厅系统的运行环境无缝切换到了华为TaiShan服务器,且系统运行稳定。

据悉,营业厅前台系统是运营商最核心的业务受理系统之一,承载着手机、宽带等核心业务,对系统处理性能、稳定性有较高要求。 鲲鹏处理器在这里实现商用,说明其在算力、性能、稳定性等方面已经达到了成熟水平。

今年1月,华为宣布推出了基于ARMv8架构的服务器芯片鲲鹏920(Kunpeng 920),以及三款泰山Arm服务器。

鲲鹏920有64个内核,主频2.6GHz,支持8通道DDR4,以及一对100G RoCE端口,是基于ARMv8指令集研发的高性能服务器处理器,采用台积电7nm制程工艺,号称是最强Arm服务器芯片,比业界标准性能高出25%。 据悉,鲲鹏920的大部分性能提升来自优化的分支预测算法、增加的OP运算和改进的内存子系统架构。

时任华为董事会董事、战略Marketing总裁徐文伟表示,鲲鹏920是专为大数据处理和分布式存储等应用而设计的。

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据徐文伟介绍,在SPECint基准测试中,鲲鹏920得分超过930分,比行业基准高出近25%,同时,功耗降低了30%。

基于鲲鹏920,华为推出了三款ThaiShan系列服务器,包括TaiShan 22080、Thaishan 5280/5290、ThaiShan X6000,分别面向均衡服务器、存储服务器及高密度服务器市场,主要应用于大数据、分布式存储、Arm原生应用等场景。

目前,华为自研芯片已经覆盖了移动终端、AI人工智能、服务器三大领域,从手机移动终端到PC服务器都有战略性推进,手机芯片麒麟980已经成为华为公司的一面旗帜,而基于鲲鹏处理器的服务器也开始商用了,使其基于Arm架构的服务器发展向前迈了一大步。

艰难前行

在过去的一年里,关于Arm服务器芯片的兴衰一直是业界的一个热点话题,而华为海思也被紧紧地绑定在了这个话题当中。

之所以如此,是因为在去年,业界一直在热议海思的Hi16xx服务器芯片,其正是基于Arm架构的,Hi16xx是海思内部的研发代号,而其终版本Hi1620,正是该公司正式发布的鲲鹏920。 实际上,华为之前就有做过基于Arm架构的服务器芯片,但那时的产品不够成熟,并未大规模推广,

相对于手机SoC而言,做服务器芯片的难度和门槛就高得多了,而且是做非x86架构的芯片,在当今的服务器市场,x86系处理器的市场占比超过90%,要想在这样稳固的生态当中夺食,谈何容易。 而国内外一批Arm系的厂商正在试图改变这一让很多服务器应用商感到无奈的局面,因为它们在x86系那里鲜有议价能力。

华为在Arm服务器芯片研发方面也积累了多年,弯路自然是难以避免的,初期推出的一些芯片显然不尽如人意,比如基于Cortex-A57架构的32核产品。

在经过多年的研发和市场经验积累后,华为终于在今年年初正式推出了鲲鹏920。

推出鲲鹏920前后,华为一直在做Arm服务器的生态建设工作,因为在强大的x86系生态面前,要想拿到客户订单,绝对不是只靠一两款处理器芯片和两三款服务器产品就可以的,行业组织和平台的渗透与建设、相关硬件和软件的协同等等,都非常重要,同时也是最难做的。 不过Arm系服务器厂商有可以依仗的,那就是市场有这个需求,需要打破垄断。

Arm服务器芯片阵营

目前,Arm服务器芯片阵营相对弱小,厂商主要包括国外的Ampere,,Marvell/Cavium(2017年底,Marvell收购了Cavium,这家专注于网络通信领域多核处理器的厂商,也是Arm服务器芯片的代表厂商),APM、富士通、亚马逊等。 而我国原本有“三驾马车”在从事Arm服务器芯片的研发工作,分别是华为海思、飞腾和华芯通,但随着华芯通在前一段时间的解体,也只有海思和飞腾能被寄予厚望了。

飞腾方面,其代表产品有FT-1500A和FT2000。

FT2000的代号为“火星”(Mars),性能较为强悍,也比较成熟,可以说是代表了我国Arm服务器芯片的最高水平了。 具体来看,FT2000采用28nm工艺,主频2GHz,功耗100W。 芯片面积600多平方毫米,集成了64个FTC661 CPU核,共计48亿个晶体管。

根据测试,FT2000的芯片实测成绩相对于模拟器成绩要稍低一些,在2GHz主频下,采用GCC4.8编译器,SPEC2000和SPEC2006测试。 其中SPEC CPU2006全芯片测试分值为定点570,浮点482,单线程测试分值为定点12.4,浮点11.3,虽然在单线程性能上和Intel依旧有不小的差距,但就多线程性能而言,足以与Intel Xeon E5-2695v3芯片相媲美。

FT-1500A是FT2000的前一代产品,FT-1500A基于ARMv8指令集的FTC600处理器核,采用28nm制程工艺,支持DDR3-1600内存、PCIe 3.0、两个千兆网口等。

据悉,FT-1500A架构由早期的SPARC转变成了Arm 64位,这与富士通的发展路线非常相似。 不过飞腾这一转变还有另外一层因素,就是避免被Intel的Xeon处理器“卡脖子”。 然而,FT-1500A大规模商用的情况较为神秘,目前并没有非常明确的资料可查。

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耐人寻味的是,作为一款“老”产品,FT-1500A在近期的2019年度国家自然科学奖、国家技术发明奖和国家科学技术进步奖初评通过项目中,,获得了一等奖。

无论是华为,还是飞腾,要想将Arm服务器芯片发展下去,尽快扩大商用规模是当务之急,与此同时,生态建设还得跟上,从最近两年Arm服务器芯片阵营的发展和变化情况来看,未来两三年的时间显得尤为宝贵,抓好了,积极的变数就会出现,抓不好,不利的因素可能会增多。

展望未来

随着大数据、云计算时代的到来,服务器市场将迎来爆发式增长。 在当下的数据中心,Intel处理器占据90%以上市场份额,这会使互联网公司和数据中心的运营者在面对Intel时缺乏议价能力。

因此,寻找替代解决方案,实现多供应商是当务之急。 如谷歌、百度、阿里等互联网巨头都对Arm服务器非常感兴趣。

由于市场足够大,且一些互联网巨头比较青睐定制版的Arm服务器,这使得Arm阵营能获得一定的市场。

而在中国,虽然华为、飞腾等Arm服务器芯片商无法完全替代市场上的Intel CPU,但攻占一部分原本属于Intel的市场还是值得期待的。

此次,基于华为鲲鹏处理器的TaiShan服务器在浙江移动营业厅前台系统中的商用就是一个很好的契机和开端,为我国的Arm服务器发展注入了一股有生力量。

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