Video: Железо для Искусственного Интеллекта: Nvidia, AMD, Intel, Xilinx. (September 2024)
Förra veckans tillkännagivande av AMD: s planer för att skapa ARM-baserade servrar har fått mig att tänka på vad det skulle ta för att lossa Intel från sin dominerande position på servrar. Det korta svaret verkar vara att det skulle vara mycket svårt.
I flera år har AMD försökt konkurrera direkt med Intels x86-standard. AMD hade viss framgång för ungefär ett decennium sedan, eftersom den introducerade Opteron-familjen 2003, ursprungligen baserad på "Hammer" -arkitekturen, som möjliggjorde 64-bitars x86-bearbetning ett par år innan Intels egna 64-bitars chips gav den möjligheten.
Sedan dess blev naturligtvis 64-bitars standarden för serverprocessorer, och Intels marknadsandel har stadigt ökat. När seriemarknaden mognade flyttade den från processorer med en enda kärna till processorer med flera kärnor. AMD hade några tidiga flerkärniga chips, men gjorde en stor insats på "Bulldozer" -arkitekturen, som ursprungligen introducerades 2010 och levererades 2011, som parade upp två heltalskärnor med en flytande punktkärna och andra delade komponenter som ett sätt att öka antalet heltalskärnor. Det var en intressant strategi. Men Intel kunde snabbt komma med fler fulla kärnor (med både heltal och flyttalsfunktioner) och kunde öka kärnantalet betydligt. Som ett resultat har Intels chips - särskilt dess nuvarande Xeon E5-linje - helt enkelt överträffat den.
Som ett resultat har Intels marknadsandel ökat märkbart. Enligt Gartner sålde Intel under 2013 92 procent av alla serverprocessorer, vilket stod för 75 procent av intäkterna. (Skillnaden är att även om endast 1 procent av marknaden är mycket avancerade chips, som IBM Power och Oracle och Fujitsu Sparc-chips, har de ett mycket högre pris och står för cirka 20 procent av intäkterna.) Över under de senaste åren har Intel kunnat flytta till ännu mer avancerade chips och höja sina genomsnittliga försäljningspriser. Sedan dess har AMD: s serverchips mestadels varit inkrementella förändringar, och ingenting har gjort stor skillnad på marknaden. AMD står nu för cirka 7 procent av enheterna och 5 procent av intäkterna.
Medan förra veckans tillkännagivande från AMD innehöll indikationen att företaget arbetade med en ny x86-kärnkonstruktion verkar det fortfarande långt borta - efter den K12 ARM-baserade kärnan AMD nu lovar för 2016. Det verkar tydligt att AMD har beslutat att det bästa sättet inte är att försöka slå Intel på x86 utan snarare att ändra diskussionen mot ARM-chips.
Tanken är att ARM-kärnor, med deras arv i enheter med låg effekt, ska möjliggöra åtminstone mer energieffektiva serverchips. När allt kommer omkring, ARM kärnor dominerar ganska mycket telefoner och surfplattor som Intels dominerande servrar.
Detta är naturligtvis inte en ny idé. Företag som Marvell och Calxeda (ursprungligen Smooth-Stone och nyligen stängda) började prata om konceptet ARM-baserade servrar för ungefär fyra år sedan. Men de första serverdelarna var 32-bitars, och även om vi såg några system för ett par år sedan, har de inte haft någon verklig inverkan på marknaden.
Nu ser vi 64-bitars generationen av ARM-serverchips. Applied Micro kan faktiskt vara först på marknaden, efter att ha meddelat att dess 64-bitars X-Gene 2-chip kommer att levereras i vår. Det här chipet är baserat på en processor med två kärnor med totalt åtta anpassade ARM v8-kärnor, och företaget har planerat en uppföljning som heter X-Gene 3 med upp till 16 kärnor.
Andra företag som Marvell, Broadcom, Nvidia och Qualcomm visade alla 64-bitars ARM-processorer riktade till mobilmarknaden, med Nvidia och Qualcomm tillkännagav planer för att arbeta med anpassade ARM-kärnor. Dessa kan eventuellt också anpassas för ARM-serverprocessorns utrymme. Och det finns rykten om företag i webbskala som arbetar med sina egna 64-bitars ARM-konstruktioner också, men inga meddelanden ännu.
Faktum är att de första applikationerna för sådana ARM-servrar kommer sannolikt från ett av webbskalaföretagen, eftersom de skriver sina egna applikationer och teoretiskt kan ställa in dem så att de fungerar bäst med processorerna, särskilt i applikationer där CPU-prestandabehovet är mindre än målet att vara energieffektiv.
Tidigare i år förutspådde AMD: s Andrew Feldman att ARM-chips år 2019 kommer att leda en fjärdedel av servermarknaden, med anpassade ARM-processorer som blir normen för datacenter.
Samtidigt finns det andra alternativ. IBM har skapat OpenPower Consortium, utformat för att ta sin Power-arkitektur (som den använder i sina avancerade servrar) och utöka det till ett större utbud av olika serverkonstruktioner. Till viss del verkar detta defensivt, i det att unika Unix-system verkar förlora marknadsandelar, och det är inte vettigt att designa nya kärnor om du inte kan tillräckligt med chips.
IBM tillkännagav nyligen sina första servrar baserat på den nya Power 8-designen där de hävdar att designen kan analysera data 50 gånger snabbare än x86-servrar. Det återstår naturligtvis att se, men det har historiskt sett varit en mer kraftfull linje. (Power-arkitekturen konkurrerar med Sparc-chips såväl som Intels Itanium, även om alla dessa har tappat mark för x86-system de senaste åren.) Sådana chips har länge varit positionerade som mer kraftfulla än x86-konstruktioner, och frågan är om de kan vara också effektiva.
Det var en anledning till att jag var intresserad av att se Nvidia och Google bland de företag som gick med i OpenPower Consortium. I synnerhet Google visade nyligen upp ett Power8-serverns moderkort och sa att det arbetade med att överföra programvarubunken till Power.
Återigen är det webbskalaföretagen - Google, Facebook, Amazon, etc. - som är bäst positionerade för att använda en ny arkitektur. Hittills har det som vi sett mest varit indikationer på stöd och några mindre tester, och det första viktiga steget är om något av dessa företag faktiskt distribuerar ett betydande antal Power- eller ARM-chips för att köra en stor del av dess infrastruktur.
Även då, om något sådant chip kan få den kritiska massan det skulle ta för att göra det värt att porta företagsprogramvara till en ny arkitektur är en öppen - men mycket kritisk - fråga.
Det verkar som om ARM-ekosystemet, som troligen kommer att sälja hundratals miljoner 64-bitars chips på mobilmarknaden under de närmaste åren, har ett bättre skott än Power, men du kan inte räkna ut IBM, särskilt om Google tar ett riktigt intresse.
Även om Intel har sagt att de tror att mikroservrar kommer att vara en relativt liten del av marknaden, vill den helt klart inte lämna en öppning för AMD eller någon av de ARM-baserade leverantörerna.
En stor fråga är bara hur mycket av en marknad det finns för servrar med låg effekt. Gartner anser att mikroservrar potentiellt kan stå för upp till 15 procent av marknaden, men som Gartner-analytiker Sergis Mushell påpekar, även där är Avoton en riktig konkurrent, och andra företag skulle behöva underskatta det på pris. Och han noterar att Intel har enorma skalfördelar, särskilt i Xeon-familjen, eftersom det inte bara används i datorservrar, utan också i lagringsmatriser och vissa nätverksprodukter.
Det är mycket sällsynt när någon leverantör kan dominera en viktig produktkategori inom teknik så länge. Till och med företag som mer eller mindre skapar en kategori brukar hitta en viss konkurrens. Så det blir intressant att se hur Intel reagerar om det faktiskt blir lite mer konkurrens på serverutrymmet.
Jag antar fortfarande att någon verklig rörelse mot nya arkitekturer fortfarande är åtminstone ett par år bort, eftersom de första företagen behöver få sina programvarubunker som arbetar med nya arkitekturer (varför jag förväntar mig att webben ska gå först, när de styr sin egen programvara). Då måste de testa och se hur det faktiskt fungerar i skala i den verkliga världen på de mest lovande applikationerna. Först senare förväntar jag mig att se större implementeringar och kanske mer mjukvarumigrering av företag. Det är en process som i bästa fall kommer att ta ett par år, men det är verkligen värt att titta på.
Redaktörens anmärkning: Den här berättelsen uppdaterades 5/15. En tidigare version hänvisade till ett AMD-kodnamn som Barcelona snarare än Bulldozer.
