服务器芯片市场起波澜,英特尔进入独食时代?

241 2017-12-27

服务器市场似乎是一场孤独的狂欢,英特尔轻轻松松将90%以上的市场份额握在手中。幸好老对手AMD在沉寂多年后,终于在今年推出号称杀手级的“Epyc”服务器芯片;ARM阵营的高通在今年9月已量产了服务器处理器“Centriq”。这个市场才真正有了些“火药味”。

市场研究公司IDC估计,在去年销售的981万台服务器中,960万台配置x86芯片——占比为98%。市场研究公司Mercury Research的数据显示,今年第二季度,英特尔在x86服务器芯片销量中的占比为99.7%,AMD占比仅为0.3%。

ARM与高通强势出击,其结果是只能成为这个“孤寂”市场的陪衬,还是可以冠上“主角”的荣誉?为Epyc、Centriq站队的厂商有哪些?国产服务器芯片又有哪家来叫板?

AMD回归战,Epyc来势汹汹

采用14nm工艺制造,最高拥有32颗物理核心(64个线程),支持超线程技术,提供128个PCI-E 3.0信道。此外,Epyc还支持八通道内存,最高可有4TB内存。

AMD表示,自家Epyc与英特尔同级Xeon相比:核心数量多45%、I/O输入输出能力提高60%,内存带宽更是高出122%。首先来一场规格与性能的数字碾压,其次打出了高性价比的煽情牌,同等价位却能做到至少23%的核心扩展及性能提升。

要问AMD回归战为何来势汹汹,这是Zen架构赋予的力量,Zen架构面向服务器和数据中心进行了大数据负载、虚拟化增强、安全加密增强等方面的针对性优化。这里啰嗦一句,Zen架构在设计之初,就做好了自我定位——要适应不同市场领域,桌面、移动、服务器(数据中心)都要一举攻下,这与Intel的战略方向相同。

当然,如何把对手的用户拉到自己阵营需要用一点小心思。Epyc在此方面也算是有心人了,除了标准指令集,还增加了大量新的指令集,更好地优化数据中心应用,其中既有与英特尔通用的,也有两条AMD独有的:CLZERO(清理缓存行)、PTE Coalescing(4K页表合并为32K)。

AMD Epyc发布有半年时间了,在中国也登场过几次。8月23日,在北京召开“迎接数据中心新纪元——AMD EYPC (霄龙)技术峰会”,宣布进一步扩展其Epyc(霄龙)7000系列数据中心处理器的全球生态系统。这次大会上,新的数据中心客户腾讯与京东、OEM合作伙伴联想和曙光前来助阵,产业链合作伙伴表现出了对Epyc的热情。这场技术峰会上不乏宏碁、华硕、戴尔、烽火、技嘉、HPE、新华三、英业达等硬件厂商与Mellanox、红帽软件、VMware等软件产业链合作伙伴。

百度也表示,将把Epyc芯片用于搜索、人工智能和云计算领域。据悉,微软Azure计划到今年底成为“全球首个基于AMD Epyc芯片的高性能云计算提供商”。对AMD而言,生态搭建似乎并非难事。

高通Centriq 2400,自有我腔调

去年高通就向英特尔下了战书,来战大将是Centriq,采用ARMv8指令集,再由高通客制化Falkor架构,最大核心数量可达48核。

经过一年的酝酿,11月9日高通宣布其首款服务器芯片Centriq 2400开始商用供货,它带着“全球首款10nm服务器处理器”的标签,专为数据中心常见的工作负载而设计。

Centriq 2400家族是采用三星10nm FinFET制程所打造的一款单晶片平台解决方案,可在面积398cm2的载板上装入180亿个晶体管,内含多达48个高效能64位元单执行核心,主频 2.2 GHz、动态可达 2.6GHz。Centriq三兄弟Centriq 2460、Centriq 2452与Centriq 2434的核心数分别为48、46、40,时钟频率基本一致,主要区别在核心数量和 L3 缓存上。

每个 Falkor 核心都配备了64KB的L1指令缓存和24KB的单周期 L0缓存(为低功耗操作而设计、合计88KB缓存)。在指令缓存之后,是32KB的L1数据缓存(三周期加载使用延迟)。然后高通还为两组核心配备了24条“双工”链路,每组共享512BK的L2缓存(总计12MB L2缓存)。Centriq 2400 SoC总共有60MB L3缓存,所有核心通过全相干双向多环互联,聚合带宽超过了 250GB/s 。

其内存控制器提供了6对通道DDR4 2667 MT/s内存的支持,最大容量可达768GB。

Centriq 2400的目标对手是谁呢?高通明确表明就是英特尔的Xeon SP铂金、黄金和白银系列处理器。为了证明内核经过高度优化的Centriq在高性能与低功耗方面的优势,高通曾将Centriq 2460对标205W的英特尔至强Platinum 8180 ,Centriq 2452 PK 140 W的至强Gold 6152,Centriq 2434宣战85W的至强Silver 4116,与Xeon Platinum相比,功耗优势明显。

高通也曾给出对比结果:

在SPECint_rate2006性能测试对比中,Centriq性能功耗表现比英特尔对标产品高出45%、32%和31%;单线程性能方面,Centriq 2460与Platinum 8180接近,另外两款分别提高8%和4%。

前不久,Cloudflare对一套搭载Centrip的平台与英特尔Broadwell、Skylake做对比测试,如下为测试结果:

 

到了别人主场的地盘,高通表明了自己的诚意:

目前,每颗Centriq 2400的售价为1995美元,相比英特尔最高效能的Skylake处理器Intel Xeon Platinum 8180,Platinum 8180的官方批发价10009美元,不足1/5的售价背后有着更诱人的利益:相较于英特尔至强Platinum 8180,每元效能高了4倍,每瓦效能高出45%。

售价优势搭配高通承诺的效能优势,Centriq 2400应该会“圈粉”无数。当然,小编只是在这正常推理了一番。毕竟“市场”是个大话题,服务器厂商又是保守的,高通的路还很漫长。

当然,高通涉足服务器市场并非一时冲动。据悉,从高通开始研发这一处理器则已经过去了四年多的时间,从去年宣布到今年商用也经过了一年时间。

产品好不好,能不能拿下一定市场份额还要看生态搭建的成效。据悉,高通在此方面也做了很多工作,提供样品给OEM、ODM、ISV以及超大规模数据中心的用户,进行反复的验证测试以及产品的生态环境建设。

继微软采用高通的ARM架构服务器芯片之后,谷歌等一些服务器芯片大客户也将采用高通的ARM架构服务器芯片,高通似乎找到了“关键”的客户。

当然,Centriq 2400也有短板要补齐:

SKU只有三个,即2460、2452、2434,相比英特尔Xeon SP两位数(51款)的SKU,对客户而言,选择少了许多;

为环形总线架构,在48核状态下,环形总线的效率会有一定程度的损失;

只有32条PCIe Gen3通道,AMD Epyc与英特尔Xeon SP在数量上进行了实力碾压,分别为128条和48条;

处理器特性需加强,比如在处理器中植入更多的软件特性。

综合而言,高通Centriq 2400打出了产品性能、功耗表现、10nm与价格牌,其对于服务器市场的企业用户们来说,是一个新的选择。加快产品研发的速度、快速建立生态圈、找到关键的客户,是其生存下去的关键。高通对市场最好的承诺就是提早亮出自己的Roadmap。

IBM伺机杀个回马枪

IBM Power系列一直是蓝色巨人面向高端服务器、数据中心、超级计算器的独门利器。在中高端市场,心有不甘的IBM也一直在伺机杀个回马枪。

去年,我们看到了Power8,22nm SOI工艺,最多12个核心,并首次支持NVIDIA NVLink互连总线,可搭配NVIDIA GP100计算卡,对x86开虐。IBM寄希望于今年推出的Power9,不过目前来看,动作缓慢了一些。

Power9采用了灵活的模块化设计,单核可以支持4线程或者8线程,最多可分别配置24、12个核心,逻辑线程总数最多为96个,DDR4内存支持也有两种模式。。Power9还支持新一代CPU/GPU互连总线NVLink 2.0,每一条都能提供25Gbps的带宽,总带宽可达300GB/s。

据业内消息,Power9架构的服务器起步价未来或将低至6000美元。

Power9的两种基本设计也体现了IBM对开放性的考量:一种是针对类似IBM沃森的大数据和人工智能的应用;一种是针对类似谷歌搜索时的“超大规模”应用。24核更是并行处理能力的前提。

相比x86的成熟生态,Power必须用心经营生态圈获得更多支持。而从其近些年的动作来看,IBM似乎对自己的定位在发生改变,从拥有无限光环的主角向协作与互动的角色转变。

捍卫自己地位的英特尔,与AMD掐起来

英特尔也曾骄傲的表示:98%的云服务都用着英特尔的芯片。去年英特尔数据中心业务营收达172亿美元,运营利润则高达75亿美元。英特尔这躺着挣钱啊,难怪AMD、高通等要来抢单。

当然,英特尔的地位捍卫方式简洁明了,在官方PPT中亮出对比图,狠批32核Epyc架构设计是“胶水四核”,性能低下延迟高,还重申了其Xeon产品线的优势。

AMD通过一场“Epyc技术日”活动,对这张PPT进行了正式回应。当然,在此前,AMD副总Scott Eilor就表示Epyc是一个完整的大内核晶体,而不是四个独立内核,且内部的四颗“晶体”可以高速地进行数据交换。当然,据业内人士表示,这样将极大地浪费晶圆,同时良率较低。

对于英特尔而言,服务器芯片市场绝对的领导地位无可撼动,但掌控的市场份额是否发生改变就有待时间给出答案。

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