云计算

过去的“云”是服务于大企业的计算模型，而十多年过去了，现在有越来越多的边缘数据中心，并且需求也更多朝向云原生如微服务、容器等等这一类快速转变。这些需求对于处理器的部署密度和工能耗要求也变高。

当然，除了这些需求之外，机器学习和人工智能等等技术的增长，对于技术设施的计算能力也有较大的需求。至于其他方面，诸如个性化的计算需求，要求更高的拓展性等等，这些也是当下云计算的主要发展方向。

Intel Xeon 服务器处理器

目前主流的服务器级处理器大都是基于x86架构开发的，也就是大多数的用户所使用的的Windows电脑内的处理器也是同一架构。所以过去在攒机的时候，也有部分用户为了追求性能直接使用了英特尔至强系列处理器。x86架构作为复杂指令集的一种，既然能成为过去服务器主流选购处理器的主流，那么其性能之强劲自然是毋庸质疑。

更强悍的性能带来的是，更高的功耗。x86架构相对应的另一个为大家所熟悉的精简指令集ARM架构，则是以其低功耗著称。大家目前用的Android/iOS设备所采用的的处理器基本都是基于此架构开发的。

如果能在保证性能的前提下，利用ARM架构低功耗的特性运用在云服务器中，那岂不是能兼有两者的优势？事实上，早在十年前就已经有企业尝试基于ARM架构打造服务器级处理器，只可惜当时的ARM架构服务器级别处理器兼容性并没有现在的好。

到了现在，服务器级别的ARM架构相关的生态系统大幅度的成熟。所有大型的操作系统，Linux、BSD、windows都支持ARM架构。容器软件层面上，如docker、vmware、KVM和kubernetes等虚拟机软件都可以在ARM上进行支持。编程语言上，包括通话工具如CUDA和Java都是在基于ARM上能够支持。

Ampere Altra 处理器

3月5日，服务器芯片设计公司安晟培（Ampere）半导体科技公司，发布了基于ARM v8.2+架构，号称“世界上首款云原生处理器”的Ampere Altra处理器。

早在2018年，公司成立后一年，他们便发布了首款同样基于ARM v8.2+架构的16nm制程32核心主频3.3GHz的Ampere eMAG。

新一代的处理器Altra，拥有80个64位ARM 处理器内核，每颗主频为3.0GHz，并且都能在Turbo模式下运行。即便是所有核心都满负荷工作，它也依然能保证Turbo模式稳定运行，并且这颗处理器还被设计成了单核单线程，以保证性能上的最优以及安全性。

在云计算的领域，由于单个服务器可能要处理不同用户的多个请求，如果采用物理上的单核多线程设计，那么可能会引起多用户共享资源的争夺引起的“相邻干扰问题”。

单核单线程的设计确保了性能核心的可预测性——如果是多线程，比如说两个用户、两个线程，分享同一个执行资源。这样，一个线程在执行的时候，另外一个只能等。由于一个线程在执行的时候总有其他的线程分享当前线程执行的资源，这个任务不断地被打断，那么其执行周期就会被加长。

为了保证运行的效率，Ampere将架构进行了优化从而提供最多数量的内核——这也是业界首款搭载80个内核数量了的服务器中央处理器，并且比市场上同类处理器的内核数都多。

同时，Ampere还对这些内核进行了优化，去除了所有非云计算的功能特性，从而减少了耗电量，提高了每一个核心的功耗效率。虽然Ampere在架构上进行了重新的设计，但Altra的物理体积并没有太大的改变，它依然兼容现有的LGA主板上的插槽。

随着主流x86架构服务级处理器的创新节奏的减慢，适合云计算，提供更低能效比的ARM v8架构的服务器级处理器将会逐渐成为一股不可忽视的品类。目前，Ampere接受所有开源项目或标准，像CCIX、OpenVMC等。而在硬件层面上，去年NVIDIA就已经宣布完全支持ARM生态。

“我们和所有开源社区，包括软件开发商正在共同进一步完善我们的生态。另外Arm生态云服务商积极性很高，几年来他们一直在关注这个事，很多服务商已经把软件栈（Software stack）转移到Arm平台。”Ampere 产品高级副总裁Jeff Wittich表示。

据悉，基于Ampere Altra的单路服务器平台与双路服务器平台现已向全球的客户发货，其中包括许多全球顶级云服务提供商，包括微软、甲骨文（Oracle）等。目前，客户正在对Ampere Altra进行软件堆栈测试，从云端推动性能及能效的优化。（本文首发钛媒体，作者/唐植潇）