Arm服務(wù)器處理器系列ThunderX2

近日，Marvell服務(wù)器業(yè)務(wù)部門副總裁兼總經(jīng)理Gopal Hegde在Linley Processor會議上，首次詳細(xì)介紹了旗下自研的Arm服務(wù)器處理器系列ThunderX2，同時公布了Marvell公司在服務(wù)器芯片領(lǐng)域當(dāng)前的狀況和未來的計劃。

ThunderX2的前世今生

自多年前退出移動市場之后，Marvell便開始逐步將移動芯片和多媒體芯片業(yè)務(wù)對外出售，轉(zhuǎn)為專注于寬帶通信和存儲等基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的解決方案。2017年，Marvell將其移動通信業(yè)務(wù)賣給了ASR（翱捷科技），隨后，Marvell又將旗下多媒體業(yè)務(wù)以9500萬美元現(xiàn)金賣給了Synaptics。

而為了進(jìn)一步強化在基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的實力，2017年11月，Marvell正式宣布以約60億美元（約合人民幣400億元）的價格收購競爭對手Cavium（凱為半導(dǎo)體）。2018年7月，Marvell宣布已完成對Cavium公司的并購，合并后的公司將成為一家專注于基礎(chǔ)設(shè)施市場的領(lǐng)先半導(dǎo)體廠商，為客戶提供存儲、處理、網(wǎng)絡(luò)、無線連接和安全產(chǎn)品組合。

而Marvell的服務(wù)器業(yè)務(wù)部門實際上也正是來源于其對Cavium公司的并購。而其目前正在市場上銷售的Arm服務(wù)器芯片Thunder X2則是源自于Broadcom開發(fā)的Arm服務(wù)器CPU架構(gòu)Vulcan。

Broadcom曾在2013年曾宣布開發(fā)一款多內(nèi)核Arm兼容的64位服務(wù)器級系統(tǒng)級芯片Vulcan。但是到了2016年，這個雄心勃勃的項目被悄悄砍掉。 因為Broadcom在2015年被Avago收購，而Avago對數(shù)據(jù)中心CPU方面的業(yè)務(wù)并沒有興趣，所以在不到一年后Broadcom將Arm服務(wù)器CPU業(yè)務(wù)秘密賣給Cavium，之后Cavium接著將相應(yīng)的技術(shù)重新封裝為ThunderX2。

Marvell服務(wù)器業(yè)務(wù)部門副總裁兼總經(jīng)理Gopal Hegde表示，Thunder X2基于Cavium從Broadcom收購的Vulcan微體系結(jié)構(gòu)，這是Cavium最好的購買之一。

自2016年發(fā)布ThunderX2以來，Cavium（現(xiàn)為Marvell）已在許多活動中展示了該芯片。當(dāng)時，只需要英特爾Xeon系列CPU價格的一小部分，就能夠買的32個內(nèi)核ThunderX2，盡管在單線程性能方面還不足夠，但與英特爾相比，它具有八個內(nèi)存通道，更大的內(nèi)存帶寬使其成為許多內(nèi)存綁定工作負(fù)載的極佳選擇。

不過Gopal Hegde也表示，當(dāng)Cavium首次進(jìn)入服務(wù)器市場時，它成為了英特爾服務(wù)器芯片第二種選擇。不幸的是，對于Marvell而言，隨著AMD大規(guī)模卷土重來，特別是Naples和Rome架構(gòu)的推出，從Marvell現(xiàn)有的服務(wù)器CPU產(chǎn)品堆棧中奪走了許多吸引力。

目前的情況

據(jù)介紹，目前Marvell公司正專注于其ThunderX2服務(wù)器處理器，基于Arm v8.1架構(gòu)，當(dāng)前的產(chǎn)品包括16到32核，主頻從1.6 GHz到2.5GHz。

Marvell公司現(xiàn)在將ThunderX2處理器定位為基于云的原生Arm應(yīng)用程序開發(fā)和原生的Android仿真的良好的可選方案。此外，Marvell認(rèn)為，當(dāng)前依賴大量Arm SBC的大型設(shè)備服務(wù)器場（如Raspberry Pi 4）可以由其32內(nèi)核的ThundeX2處理器替代，其可以以較低的功耗提供更高的性能。

目前確實存在數(shù)千個設(shè)備的數(shù)據(jù)中心SBC服務(wù)器，這些服務(wù)器用于運行“虛擬化”的Arm on Arm，而不是使用x86服務(wù)器進(jìn)行模擬。我們在ServeTheHome的朋友如果您有興趣，可以將實際的SBC與ThunderX2進(jìn)行比較。但是，如果想與AMD競爭，Marvell將不得不使用其下一代芯片來加強其競爭力。

未來路線圖

再往前看，Marvell看起來更加樂觀。Gopal Hegde表示，Marvell路線圖的發(fā)布保持了兩年一更新的節(jié)奏。“我們的第一代產(chǎn)品已于2016年開始全面上市，2018年我們將Thunder X2推向市場，接下來，我們將在2020年發(fā)布Thunder X3，2022年左右推出Thunder X4?！?/p>

Marvell計劃最早在今年年底或明年年初對外介紹Thunder X3。根據(jù)路線圖，Thunder X3的核心稱為Triton，它借鑒了Arm內(nèi)核所采用的希臘眾神的代號。Gopal Hegde透露了Triton的一些信息，包括它將具有4個128位NEON SIMD單元（是Vulcan的兩倍），并且仍將使用八個內(nèi)存通道。就性能而言，Marvell有希望其相比上一代的Vulcan內(nèi)核能夠?qū)崿F(xiàn)2倍以上的系統(tǒng)級性能提升。

“我們希望實現(xiàn)每一代的性能達(dá)到上一代性能的2倍以上。即與Thunder X相比，Thunder X2的性能要好2倍以上，同樣Thunder X3的性能將比Thunder X2高出2倍以上，Thunder X4的性能將比Thunder X3高出2倍以上?！毙阅堋⒐β屎托实奶嵘齺碜赃^程節(jié)點的改進(jìn)和體系結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。Hegde還提出了Arm的可擴展矢量擴展（SVE），并表示Marvell計劃在這些未來產(chǎn)品中支持某些SVE功能，TX3、TX4可能都會支持。

Hegde表示：“我們目前的核心是經(jīng)典的無序超標(biāo)量架構(gòu)，這也為我們的下一代產(chǎn)品提供了很大的擴展和性能改進(jìn)的很大空間，通過更好的流程，它還為我們提供了更好的頻率和更低的功耗。Marvell希望通過更好的工藝節(jié)點，在未來兩代中顯著提高頻率和電源效率。ThunderX3將采用臺積電7nm工藝制造，未來的ThunderX4可能會采用5nm工藝。

是否會采用Arm的服務(wù)器CPU IP呢？

在過去的兩年中，Arm一直在推廣自己的服務(wù)器IP內(nèi)核。最近，Arm推出了新的Neoverse N1內(nèi)核。業(yè)內(nèi)許多人將其視為與自己的客戶競爭的嘗試。在會議上的問答環(huán)節(jié)中，Hegde被問及Marvell是否有使用這些內(nèi)核的計劃。他表示：“我們正在通過架構(gòu)許可從頭開發(fā)核心。在服務(wù)器領(lǐng)域，我們的客戶希望獲得更高的單線程性能以及我們在核心中擁有的一些高級功能（例如多線程），因此我們計劃繼續(xù)開發(fā)自己的核心。”