AWS的使命——?jiǎng)χ竫86，扶Arm上位

近日，Amazon Web Services（AWS）的首席電信技術(shù)專家Ishwar Parulkar對(duì)x86進(jìn)行了猛烈抨擊。其表示，電信公司一直在使用英特爾的芯片架構(gòu)來虛擬化和開放他們的網(wǎng)絡(luò)并不是因?yàn)橄矚gx86才選擇它，而是別無選擇。

現(xiàn)如今，大部分?jǐn)?shù)據(jù)中心在選擇服務(wù)器時(shí)往往會(huì)選擇英特爾的通用處理器（GPP，general-purpose processors），唯一的大型競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手AMD也同樣采用了x86架構(gòu)。根據(jù)Counterpoint Research的數(shù)據(jù)，去年這兩家芯片制造商占據(jù)了超過90%的數(shù)據(jù)中心服務(wù)器CPU。電信公司實(shí)際上不得不在x86和堅(jiān)持使用專有套件之間做出選擇。

AWS劍指x86

AWS是少數(shù)幾個(gè)敢于挑戰(zhàn)英特爾王座的廠商之一，并且?guī)砹藦?qiáng)大的沖擊。2015年初，AWS收購了一家名為Annapurna Labs的半導(dǎo)體公司，投資約3.7億美元。這家以色列初創(chuàng)公司曾是Arm的授權(quán)廠商。在Annapurna的基礎(chǔ)上，AWS迅速推出了自己基于Arm架構(gòu)的芯片，名為Graviton。Graviton的目標(biāo)不是智能手機(jī)，而是在其龐大的數(shù)據(jù)中心中取代x86 CPU。根據(jù)Counterpoint的數(shù)據(jù)，去年Graviton占據(jù)了3%的市場(chǎng)份額，雖然份額很小，但具有重要意義。

這為電信公司提供了 x86 的潛在替代方案。在 Parulkar 看來，Arm 的優(yōu)勢(shì)在于其技術(shù)的能源效率和相關(guān)成本吸引力。Intel 的 x86 是 CISC 架構(gòu)，CISC代表復(fù)雜指令集計(jì)算。Arm 使用的是 RISC 的概念來進(jìn)行精簡(jiǎn)指令集計(jì)算。除開技術(shù)上的差異，據(jù)說仍是CISC更為強(qiáng)大，但RISC因其較低的資源消耗而備受關(guān)注。

王婆賣瓜，自賣自夸

然而，Parulkar和他的團(tuán)隊(duì)似乎認(rèn)為，在大多數(shù)情況下，Arm相對(duì)于x86是一種改進(jìn)，幾乎沒有缺點(diǎn)。Parulkar表示，Arm的核心處理器構(gòu)建塊比x86小，但客戶可以通過包含更多核心來彌補(bǔ)這一差距。他說：“在某些工作負(fù)載中，x86是有意義的并且是正確的架構(gòu)。但肯定有很大一部分情況下Arm可以做得一樣好甚至更好，并且能帶來成本和能源上的優(yōu)勢(shì)?！?/p>

根據(jù)AWS的說法，這些好處是實(shí)質(zhì)性的。日本的 NTT Docomo 曾與日本供應(yīng)商 NEC 合作，將其部分5G核心網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行在云端的Graviton處理器上。結(jié)果是與x86相比，能源使用減少了70%，Parulkar 聲稱，對(duì)于大多數(shù)工作負(fù)載，x86性價(jià)比要低 40%。在無線局域網(wǎng)（RAN）中使用Arm處理器的原因主要是為了降低運(yùn)營(yíng)成本，無線局域網(wǎng)的能耗占到電信網(wǎng)絡(luò)能耗的70%。

但 Arm 和 AWS 在這個(gè)市場(chǎng)上面臨一些障礙。最棘手的是基于 Arm 的處理器缺乏一個(gè)壯大的生態(tài)系統(tǒng)，其在數(shù)據(jù)中心 CPU 中的份額仍然只有幾個(gè)百分點(diǎn)，包括 Graviton，大部分大型 RAN 軟件開發(fā)商仍然會(huì)優(yōu)先考慮 x86。此外，CISC 和 RISC 不兼容。

AWS 最重要的工作之一就是解決這種不兼容性問題。Parulkar說：“將原本打算或已經(jīng)運(yùn)行在x86上的現(xiàn)有軟件移植到Arm是我們需要做的事情，也是我們正在積極努力的事情。”Parulkar 說，“Arm 有一個(gè)團(tuán)隊(duì)專門負(fù)責(zé)研究庫，幫助從不同的堆棧進(jìn)行移植，這樣做已經(jīng)有一段時(shí)間了。”

FlexRAN是英特爾 x86 芯片編碼人員使用的參考設(shè)計(jì)，AWS 沒有 FlexRAN，但它聲稱能夠?yàn)楠?dú)立軟件開發(fā)商 (ISV) 提供類似水平的支持。“這是我們流程的一部分，”Parulkar 說。“我們只是沒有給它貼上任何具體的標(biāo)簽，但我們現(xiàn)在正在這樣做，我們正在與 ISV 合作移植堆棧，并將繼續(xù)微調(diào)和優(yōu)化堆棧以及 Graviton 之上的底層基礎(chǔ)設(shè)施，讓它全部正常工作”

與此同時(shí)，一家大型 ISV 已經(jīng)對(duì)Arm給予了相當(dāng)大的支持。諾基亞與Marvell合作了一種加速卡，可以插入 x86 服務(wù)器卸載基帶或第 1 層功能，這些功能構(gòu)成了 RAN 堆棧中最需要計(jì)算的部分。這張卡還可以與 Graviton 芯片結(jié)合使用，上圖是 AWS 和諾基亞在 MWC 上的展示。

源源不斷的x86挑戰(zhàn)者

Ampere Computing 是一家由 Oracle 資助的初創(chuàng)公司，由英特爾前總裁 Renee James 于 2017 年創(chuàng)立，目前正在與服務(wù)器制造商 HPE 合作開發(fā) RAN 產(chǎn)品，盡管距離商業(yè)化似乎還有很長(zhǎng)的路要走。HPE 的電信計(jì)算主管 Geetha Ram 最近被問及各種挑戰(zhàn)時(shí)暗示，在說服軟件公司支持 Arm 方面存在困難。“你總是會(huì)從愛立信和諾基亞那里收獲類似的問題：‘這對(duì)我有什么好處？為什么我必須維護(hù)兩個(gè)代碼庫？’”

前不久市值達(dá)到 1 萬億美元的股市寵兒 Nvidia 一直在宣傳 Grace Hopper，這是一款基于 Arm 架構(gòu)的 CPU+GPU 集成方案，旨在與英特爾和AMD的x86 競(jìng)爭(zhēng)。在 Nvidia 宣布之前，只有 Intel 提供完全集成的加速器。

｜英偉達(dá)的股價(jià)（美元）（來源：谷歌財(cái)經(jīng)）

目前最明確的是 Arm 已經(jīng)進(jìn)入了它以前難以進(jìn)入的數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域。然而，盡管各種各樣的Arm授權(quán)商都在進(jìn)行各種各樣的活動(dòng)，但英特爾仍然是這個(gè)市場(chǎng)上的一股強(qiáng)大力量，在新興的開放RAN領(lǐng)域，它的影響力甚至更大。如果AWS和其他公司沒有真正的商業(yè)進(jìn)展，那這個(gè)市場(chǎng)可能依舊會(huì)是x86的天下。