ARM架构服务器是指使用基于ARM架构的处理器(CPU)的服务器,而不是传统服务器市场中占主导地位的x86架构(主要是Intel的Xeon和AMD的EPYC处理器)。
可以把它理解为:将你在手机、平板电脑中常见的芯片技术(ARM架构),经过强化和优化后,用于驱动数据中心里那些强大的计算机(服务器)。
要理解ARM服务器,首先要明白ARM架构的设计哲学。
| 特性 | ARM架构 | x86架构 |
| 指令集 | RISC(精简指令集) | CISC(复杂指令集) |
| 设计哲学 | 指令简单、固定长度,单个指令执行的操作少,追求在每个时钟周期内执行更多简单指令。 | 指令复杂、长度可变,单个指令可以执行复杂的操作。 |
| 功耗/能效 | 天生优势,设计初衷就是低功耗,非常适合移动设备,在服务器领域,这意味着更高的能效比。 | 传统上功耗较高,但近年来能效提升巨大。 |
| 授权模式 | 开放授权,ARM公司本身不制造芯片,只设计IP核(蓝图),授权给其他公司(如苹果、亚马逊、华为、Ampere)根据自身需求进行定制。 | 封闭/垂直整合,主要由Intel和AMD两家公司设计、制造和销售完整的CPU。 |
| 生态成熟度 | 正在快速追赶,过去软件生态是短板,但现在几乎所有主流操作系统和软件都提供了ARM64版本。 | 极其成熟,拥有数十年积累的、庞大而稳定的硬件和软件生态系统。 |
ARM服务器的崛起主要由以下几个因素驱动:
1、极致的能效比
* 对于超大规模数据中心(如谷歌、亚马逊、微软、阿里云、腾讯云),电力成本是运营的主要开销之一。
* ARM服务器在提供相同或相近性能的情况下,通常功耗显著低于同级别的x86服务器,这意味着更低的电费和冷却成本,也更符合“绿色计算”的趋势。
2、定制化与灵活性
* 得益于ARM的授权模式,大型云服务商和芯片公司可以自己设计CPU,这意味着它们可以为特定工作负载量身定制芯片。
例如亚马逊的Graviton处理器就专门为AWS上的Web服务、缓存代理、应用服务器等云原生工作负载进行了深度优化。
3、性能的显著提升
* 早期的ARM服务器芯片性能较弱,难以与x86竞争,但近年来,随着苹果M系列芯片在PC领域的成功证明了ARM的高性能潜力,以及亚马逊Graviton3/4、Ampere Altra 等芯片的推出,ARM服务器芯片的性能已经达到了非常高的水平,甚至在某些特定场景下实现了超越。
4、总拥有成本的降低
* 结合了更低的硬件采购成本(对于自研芯片的云厂商而言)和更低的运营成本(电费),ARM服务器可以为用户提供更具性价比的计算资源,在公有云上,ARM实例(如AWS的Graviton实例)通常比同等配置的x86实例价格低10%-40%。
5、应对现代工作负载
* 云计算、大数据、微服务、容器化(Docker/Kubernetes)等现代应用通常由大量并发的、相对简单的任务组成,这种“横向扩展”的工作负载与ARM架构擅长处理大量简单指令的特性非常契合。
主要玩家
亚马逊AWS自研的Graviton 系列处理器是ARM服务器最成功的代表,已大规模部署在AWS云中。
Ampere Computing一家专注于高性能ARM服务器芯片的独立公司,其Ampere Altra 系列被多家云服务商和服务器制造商采用。
华为自研的鲲鹏 系列ARM处理器,用于其云服务和服务器产品线。
飞腾中国的ARM架构CPU设计商,产品用于政务、金融等领域。
微软正在为云和数据中心自研ARM芯片(如Cobalt系列),并大力推广Windows Server on ARM。
典型应用场景
Web服务器和应用服务器
容器化和微服务(如Kubernetes节点)
大数据分析(如Hadoop、Spark)
内存缓存(如Redis、Memcached)
媒体编码处理
CDN边缘节点
科学计算(部分领域)
挑战
软件生态虽然支持已非常广泛,但一些非常古老或高度专业化的商业软件可能仍然没有ARM64版本。
用户习惯企业和开发者需要从熟悉的x86环境迁移到ARM,存在一定的学习和迁移成本。
性能绝对峰值在某些对单核性能和特定复杂指令要求极高的应用中,顶级x86芯片可能仍有优势。
未来展望
ARM架构服务器已经从“概念验证”阶段进入了“大规模商用”阶段,它不再是x86的简单替代品,而是成为了数据中心计算多元化的重要组成部分,数据中心很可能会呈现x86与ARM长期共存、各自发挥所长 的异构格局。
ARM架构服务器是一种基于低功耗、高能效、可定制的ARM处理器的服务器,它凭借其卓越的能效比和性价比,正在挑战x86在数据中心领域的垄断地位,尤其在现代云计算和横向扩展的工作负载中表现出色,是未来计算发展的重要方向之一。
文章摘自:https://idc.huochengrm.cn/js/19190.html
评论
熊嘉丽
回复ARM架构服务器采用ARM处理器,具有低功耗、高能效、可定制等特点,正挑战x86在数据中心领域的垄断地位,成为未来计算发展的重要方向。
杨若淑
回复ARM架构服务器是基于低功耗、高能效的 ARM 处理器的数据中心计算解决方案,具有卓越的能耗比和灵活性,随着云计算的发展和工作负载的变化需求增长迅速并挑战着传统x86市场垄断地位。,是未来重要的技术发展趋势之一 。