智能機芯片雄起：取代X86處理器占領(lǐng)超級計算機市場 - 全文

　　西班牙一研究小組近日發(fā)表論文稱，未來智能手機芯片可能取代較昂貴且高耗能的X86處理器，用于多數(shù)國際主流超級計算機中。

　　規(guī)律：性價比高者獲勝

　　研究人員列舉了低價芯片激發(fā)出高性能系統(tǒng)中更快速但價位更高處理器的歷史。1993年，全球最快超級計算機的前500強榜單主要由矢量處理器所占據(jù)。但之后他們被較為低價的RISC處理器趕超，比如IBM的POWER芯片，早在過去十年其在超級計算機中的使用已達(dá)到頂峰。

　　后來，RISC芯片接著又被更低價的通用處理器如英特爾Xeon及高級微設(shè)備“皓龍?zhí)幚砥鳌彼〈?。如今全球?00強超級計算機中，超過400款計算機都在使用這兩種處理器。

　　“在這一歷史中，可以看到一個普遍趨勢。”研究人員表示，“微處理器之所以淘汰矢量處理器，是因為更為便宜且綠色節(jié)能。而移動處理器在運行速度方面并沒有快多少，卻絕對夠廉價。”

　　移動處理器或擊敗業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)處理器

　　現(xiàn)狀：降耗需求不斷攀升

　　如今基于ARM設(shè)計的低功耗芯片已用于大部分智能手機和平板電腦中。而英特爾憑借其Atom處理器還只取得了有限的成功，實際上該系列處理器原本是設(shè)計用于上網(wǎng)本，且仍舊基于X86架構(gòu)。

　　然而，在更多企業(yè)期望降低數(shù)據(jù)中心能耗的需求下，業(yè)界將移動處理器用于服務(wù)器的頻率越來越高。智能手機芯片適合一些包含大量小額交易的工作負(fù)載，比如頻繁搜索與處理社交偏好。

　　強大如Xeon及Opteron的芯片，被視為最適用于高性能表現(xiàn)的軟件，如大型數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序，以及ERP（企業(yè)資源規(guī)劃）系統(tǒng)。

　　據(jù)了解，巴塞羅那超級計算中心（BSC）的其中一大目標(biāo)，就是構(gòu)建一個可以幫助改善效能與耗電比的原型系統(tǒng)。該組織由西班牙政府和歐盟聯(lián)合出資成立，目前已搭建了基于英偉達(dá)四核Tegra3芯片的服務(wù)器，而Tegra3使用了ARM Cortex-A9的處理器設(shè)計。此外，BSC還搭建了基于三星雙核Exynos 5的服務(wù)器，Exynos 5使用了更快的Cortex-A15處理器。

　　競賽：ARM與英特爾

　　BSC之所以對智能手機芯片有如此預(yù)測，是基于歷史上多項基準(zhǔn)測試結(jié)果。該組織比較了三星的1.7GHz雙核Exynos 5250、英偉達(dá)的1.3GHz四核Tegra 3，以及英特爾的2.4GHz四核Core i7-2760QM（該產(chǎn)品更像一款桌面芯片，而非一款服務(wù)器芯片）

　　單核性能基準(zhǔn)比拼：ARM VS英特爾

　　研究員發(fā)現(xiàn)，ARM處理器在單核性能上比英特爾處理器更高效節(jié)能，而且ARM芯片可以在HPC（高性能計算）環(huán)境中有效地規(guī)?；；诙嗪说腁RM芯片與英特爾X86芯片在同一時鐘頻率下，表現(xiàn)出相同的高效性。但是英特爾在高性能表現(xiàn)水平上更高效。

　　兩種ARM芯片的戰(zhàn)爭中，英偉達(dá)Tegra3芯片曾被拿來與三星Exynos 5250比較。但Exynos 5250在單核表現(xiàn)性能上，比Tegra3快1.7倍。

　　趨勢：激烈競爭拉低價格

　　此前，惠普曾發(fā)布過基于英特爾低功耗Atom服務(wù)器芯片的Moonshot服務(wù)器。而由Calxeda和TI提供的ARM處理器預(yù)計也將被用于未來的Moonshot系統(tǒng)。同時戴爾也已建立ARM服務(wù)器模型，目前正在考慮使用超級計算機中的低功耗芯片。

　　但BSC研究員也指出，ARM設(shè)計中的缺陷，可能會阻礙其在服務(wù)器中的使用。如今的ARM芯片是32位設(shè)計，這意味著大部分可用內(nèi)存是有限的。同時，他們?nèi)狈m錯技術(shù)，沒有網(wǎng)絡(luò)負(fù)載芯片，不能使用標(biāo)準(zhǔn)I/O接口。

　　不過似乎ARM已有此意識，去年10月底，ARM發(fā)布了一款64位處理器，而Calxeda、AMD和AppliedMicro等芯片廠商，預(yù)計也將出貨擁有I/O陣列和網(wǎng)路功能的64位ARM芯片組。

　　“隨著ARM服務(wù)器的市場發(fā)展，諸多技術(shù)挑戰(zhàn)將會被解決?！盉SC研究員表示，“更加激烈的競爭將拉低市場價格。”

　　延伸閱讀

　　英特爾：Silvermont耗電量和性能勝過ARM

　　英特爾執(zhí)行副總裁兼架構(gòu)事業(yè)部總經(jīng)理浦大衛(wèi)（Dadi Perlmutter）本周在***舉行的Computex貿(mào)易展會上接受采訪時表示，英特爾與ARM在芯片耗電量和性能方面的競爭將結(jié)束，因為英特爾即將推出的基于Silvermont架構(gòu)的移動芯片在耗電量和性能方面都超過ARM速度最快的Cortex-A15芯片。

　　浦大衛(wèi)說，ARM的Cortex-A15芯片與Silvermont架構(gòu)相差很遠(yuǎn)。他們的芯片耗電量高，在性能方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于我們。

　　ARM 在Computex展會上稱，他們的處理器芯片優(yōu)于英特爾芯片。ARM處理器在性能和耗電量方面一般都領(lǐng)先于英特爾芯片。ARM是在發(fā)布新的 Cortex-A12處理器的時候發(fā)表如上評論的。這種處理器芯片的應(yīng)用對象是售價在200至350美元的智能手機和平板電腦。

　　浦大衛(wèi)的講話是對ARM的評論作出的回應(yīng)。浦大衛(wèi)說，根據(jù)到目前為止我所看到的Cortex-A12處理器的信息，Cortex-A12處理器在性能和耗電量方面都與Silvermont架構(gòu)相差很遠(yuǎn)。

　　浦大衛(wèi)表示，Silvermont芯片將通過改進(jìn)的電路和電源管理提高每瓦性能。Silvermont芯片將采用22納米工藝制造，采用效率更高的3D晶體管結(jié)構(gòu)以便在減小芯片尺寸的同時在芯片中封裝更多的電路。

　　英特爾有領(lǐng)先于競爭對手的制造優(yōu)勢。英特爾將在明年推出的代號為“Airmont”的移動芯片將進(jìn)一步提供每瓦性能。

　　浦大衛(wèi)同時表示，他關(guān)注的目光不會離開ARM。他說：“我從來不忽略競爭。如果他們現(xiàn)在做的很好。他們下一次也會做的很好。但是，我們不是靜止不動的。”

　　ARM首席戰(zhàn)略師：英特爾嫉妒big.LITTLE

　　Cortex-A12處理器支持big.LITTLE技術(shù)，能夠?qū)⒏咝阅芘c低功耗的優(yōu)勢帶入到中端手機市場，今后平板電腦也可以采用這款產(chǎn)品。Mali-T622符合最新的OpenGL ES 3.0標(biāo)準(zhǔn)，并可以提供尺寸最小的Full Profile GPU計算，而Mail-V500則可以很好的降低系統(tǒng)帶寬與功耗。在電腦展期間，ARM首席移動設(shè)備戰(zhàn)略師James Bruce先生接受了小范圍媒體專訪，分享了他對當(dāng)前市場的一些看法：

　　專訪ARM首席戰(zhàn)略師James Bruce

　　合作伙伴可以自由選擇 ARM不介意高通自主研發(fā)

　　針對目前高通力推自己的krait產(chǎn)品，ARM表示合作伙伴有自由選擇產(chǎn)品的權(quán)利。James Bruce強調(diào)高通是ARM非常重要的伙伴，在多條產(chǎn)品線都有合作。

　　ARM強調(diào)自己和英特爾有三點不同

　　目前X86架構(gòu)的產(chǎn)品開始在移動平臺上奮起直追，關(guān)于競爭的問題James Bruce給出了他們公司和Intel的三點不同。首先ARM強調(diào)自己擁有強大的生態(tài)系統(tǒng)，尤其在軟件方面；其次，ARM的產(chǎn)品方案非常完善，可以針對不用價位段的市場；最后，ARM強調(diào)自己擁有廣泛的合作伙伴，研發(fā)實力都很強。James Bruce先生談到雖然英特爾已經(jīng)進(jìn)入到這個市場，但從ARM來看目前市場份額沒有任何變化。

　　ARM有足夠的資金進(jìn)行持續(xù)研發(fā)投入

　　眾所周知，ARM自己不制造處理器，利潤空間也有限。但James Bruce談到ARM的出貨量非常大，去年有90億的產(chǎn)品供貨到市場，這其中包含嵌入式的部分。James Bruce還談到ARM成功的前提就是合作伙伴要成功。

　　領(lǐng)先Intel Bay trail一個時代？

　　對于未來和X86的競爭，James Bruce 表示Intel的產(chǎn)品在功耗方面確實在進(jìn)步，但和ARM相比還要落后一個時代。ARM認(rèn)為Cortex-A15的效能已經(jīng)可以達(dá)到Intel core i3的水準(zhǔn)。此外，James Bruce還開玩笑的說道Intel其實是嫉妒ARM的big.LITTLE技術(shù)，傳統(tǒng)CPU功耗再優(yōu)化也要比一個“小”處理器高的多。

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