學號：1600030022 姓名：張俊杰

【嵌牛導讀】：ARM這個在幾年前很少被提及的微處理器廠商，如今隨著智能手機和平板等終端設備的發(fā)展也有了叫板英特爾的資本。甚至在芯片銷售量方面遠遠超過英特爾。在Windows 8系統(tǒng)上與英特爾的正面交鋒則宣告了其進軍PC和服務器處理器開始。3月8日，據彭博社報道，微軟正在測試搭載高通公司基于ARM架構處理器的服務器來運行其Azure云系統(tǒng)。雖然它們還沒有為客戶提供任何服務，但將來在機器學習、大數據分析和存儲等方面必定大有用途。

【嵌牛鼻子】：ARM，云服務器，英特爾，SOC

【嵌牛提問】：與英特爾相比ARM處理器的優(yōu)勢有哪些？ARM未來將會被應用到哪些領域？

【嵌牛正文】：

“WinTel”這個數年來看起來牢不可破的陣營被ARM打破，主要是由于ARM的功耗要遠遠低于后者，而且從當前市場來看，ARM處理器的價格也要遠低于英特爾處理器。更重要的是當前市場上手機、智能手機和平板電腦中幾乎采用的全是ARM處理器，銷售數量甚至是ARM處理器與英特爾處理器之比幾乎達到了4：1。

ARM的“野心”并不是僅PC端，在微軟宣布Windows 8操作系統(tǒng)支持ARM系統(tǒng)僅僅幾個月后，也就是2012年7月10，英國IT供應商Boston宣布推出基于ARM架構的新型服務器“Viridis”，并將于幾周內開始出貨，ARM服務器新時代也將由此開啟，拉開了服務器領域與英特爾對抗的序幕!

其實早在2011年，Calxeda公司就向ARM拋出橄欖枝，宣布將會合作設計一款四核心ARM Cortex A9處理器。這與ARM之前宣傳的服務器處理器架構非常類似，產品也主打超低功耗多核心應用。并且可以在2U機架空間內部署120顆處理器，總計480個核心，每顆處理器加相應內存功耗僅為5W，每顆核心只有1W左右。

而在宣布合作后不久，美國廠商Calxeda就發(fā)布了業(yè)界第一款基于ARM架構、專門面向服務器應用的處理器“EnrgyCore ECX-1000”。

EnrgyCore ECX-1000

EnrgyCore ECX-1000處理器采用的是高度集成的SoC片上系統(tǒng)設計，能夠同時擁有最多四個ARM Cortex-A9處理器核心，主頻在1.1-1.4GHz之間，每核心32KB一級指令緩存、32KB一級數據緩存，所有核心共享4MB ECC二級緩存，整合浮點單元并支持NENO、TrustZone技術，而且每個核心都有獨立的供電域以降低整體功耗，最低僅1.5W。

每顆處理器加相應內存功耗僅為5W，該處理器整合了一個72-bit ECC DDR內存控制器，支持32位物理尋址和800/1066/1333MHz頻率的DDR3 1.5V、DDR3L 1.35V內存條，可選單雙Bank。

SoC片上系統(tǒng)設計解析：

處理器中還有四個PCI-E 2.0和一個PCI-E 1.0控制器，支持最多兩條PCI-E x8通道和最多四條PCI-E x1/x2/x4通道;SATA控制器支持最多五個SATA/eSATA 3Gbps硬盤;存儲卡控制器支持SD 3.0、MMC/eMMC 1.4版標準規(guī)范，讀寫速度最高分別可達416Mbps、832Mbps。

管理引擎方面，有專門的系統(tǒng)管理的嵌入式處理器和用于頻帶外通信的以太網MAC，支持動態(tài)負載保護的高級電源管理，支持IPMI 2.0、DCMI管理協(xié)議，可通過Serial-over-LAN(SOL)進行遠程管理，讓管理輕松方便，快捷!

集成多種功能：

除此之外，這顆處理器還首次集成了80Gb(10Gb×8)交叉光纖切換并支持直通交通(through-traffic)，并且可以提供五個10Gb外部通道和三個10Gb內部通道，最多能連接4096個節(jié)點，而且還支持動態(tài)連接速度控制，1-10Gb任意配置，網絡優(yōu)先級技術則能保證即使節(jié)點斷電也可維持網絡通常。保證服務器響應速度。

除了處理器，Calxeda還提供了一套四節(jié)點參考設計方案“EnergyCard”，采用半高式擴展卡的方式，長度254毫米、高度69毫米，可以輕松放入2U服務器，并通過兩個電氣邊緣接口負責供電、SATA傳輸和光纖網絡傳輸。

其上最多能夠擁有四顆EnrgyCore ECX-1000處理器;四條mini-DIMM內存插槽，每處理器一條，最大容量16GB;十六個SATA 3Gbps存儲接口，每處理器四個。擴展能力出色。

可以說以前的服務器，如今只是一條“服務器卡片”，加上ECC內存和大容量固態(tài)硬盤，整體功耗最低可以做到僅僅5W，典型狀態(tài)下也不過25W，無需主動散熱，只要單路12V電源輸入即可滿足?？梢哉f功耗方面非常低。

ARM服務器處理器的發(fā)布，揭開了圍繞人們多時的迷霧，于是人么開始把關注點移到ARM服務器上面，雖然ARM與惠普、戴爾合作密切，但是真正ARM服務器一直在測試階段，并沒有推出代表性的產品。而最近英國IT供應商Boston推出基于ARM架構的新型服務器“Viridis”，并表示將于幾周內開始出貨，可以說是ARM的的一個新時代的開啟。

Viridis服務器：Viridis單詞是一個演變自“Green”(綠色)的拉丁詞匯，以之命名自然是凸顯服務器的低功耗、高能效特點。面對以性能見長的x86，這必然會成為ARM系的關鍵利器。挑戰(zhàn)Intel最大的武器。

此款服務器采用的是ARM SoC處理器“EnrgyCore ECX-1000”，此款處理器主頻為1.4GHz，屬于高頻版，每顆包含四個Cortex-A9核心，一個標準2U機架內可配置最多48顆，乘以4后最多高達192個核心。

集成“服務器條”：

每臺2U機架式服務器內有十二塊高密度集成板，每一塊都有四顆處理器、四條4GB DDR3 miniDIMM內存插槽、四個SATA接口(參考方案十六個)，另外還增加了一個類似PCI-E擴展卡的輔助PCB，通過10Gbps以太網連接與主板互聯。

低功耗是此款服務器的最大特色，單顆處理器的熱設計功耗最高僅有5W，整個2U服務器下來也僅僅300W，僅相當于一臺普通的PC機的功耗，這是x86服務器難以匹敵的。

服務器正面：

不過對于ARM架構來說，能在服務器上使用的操作系統(tǒng)和軟件都很有限。Windows Server暫時不要想了，Windows 8暫時僅在消費級領域支持ARM。推薦的是Canonical Ubuntu 12.10、Red Hat Fedora 17，并表示Perl、Python、MySQL等流行軟件也支持，但優(yōu)化程度還有待觀察。

服務器整體結構：

性能方面，根據Calxeda發(fā)布的測試數據，EnergyCore ECX-1000性能仍然不及至強E3-1240處理器，但總體來看其性能已經可以與中低端X86處理器相提并論。當然，其核心優(yōu)勢就在于其超低的功耗。

微軟選擇ARM處理器的首要原因就是ARM處理器便宜，而且能源消耗較低。這就會降低微軟的云服務器的價格，帶來更高的性價比，自然也就會吸引更多客戶。

雖然尚不清楚微軟會采購多少ARM的芯片，但據微軟Azure云部門副總裁Jason Zander透露，微軟已經對其合作伙伴做出了“重大的承諾”。同時，微軟還對服務器設計制定了開源的策略，也就意味著其可以被其他云服務器廠商采用，從而進一步降低云服務器的價格，形成一個良性循環(huán)。

而高通數據中心的產品主管Ram Peddibhotla也提到，“我們與微軟的合作是長期而多方面的。”

而對于ARM來說，已經在移動處理器市場占據了主導地位，尤其是以能耗低而聞名。但他們卻還將觸角伸向了超級計算機領域，這就明顯觸及了英特爾的利益。ARM專門為超級計算開發(fā)了設計了新的芯片架構，富士通當即宣布將使用該芯片制造一個名為Project-K的超級計算機。

隨著技術的不斷成熟，ARM可以說是處理器市場Intel最大的競爭對手。