谷歌、Facebook以及其它一些主流技術(shù)企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始著手研究ARM兼容芯片,旨在推動(dòng)低功耗服務(wù)器并最終對(duì)數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的處理器類型結(jié)構(gòu)加以改組。
想當(dāng)初我們也是對(duì)x86完全信任、認(rèn)為ARM麻煩多多,但隨著后者的蓬勃發(fā)展、我們開(kāi)始認(rèn)真審視ARM架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)與缺點(diǎn)。就在上周四,彭博社發(fā)表的報(bào)道稱谷歌正計(jì)劃利用ARM芯片打造其服務(wù)器;隨后我們又通過(guò)一篇博文得到證實(shí),F(xiàn)acebook有意評(píng)估將ARM系統(tǒng)引入生產(chǎn)環(huán)境的可能性。
各企業(yè)用戶對(duì)ARM芯片的興趣如此高漲,主要是由于其在發(fā)展歷程中始終秉持著低功耗這一優(yōu)良傳統(tǒng);從誕生之時(shí)開(kāi)始,這套處理器架構(gòu)——于上世紀(jì)八十年代由Acorn Computers的一個(gè)小型團(tuán)隊(duì)所打造——就被設(shè)計(jì)用于RISC(即精簡(jiǎn)指令集計(jì)算)。這意味著ARM核心能以相對(duì)較快的速度執(zhí)行大量簡(jiǎn)單操作;這種便捷性以及對(duì)傳統(tǒng)支持機(jī)制的舍棄使其晶體管數(shù)量保持在較低水平,因此其耗電量也就低得多。
這種定制架構(gòu)目前已經(jīng)成為各類電池驅(qū)動(dòng)的小型設(shè)備乃至嵌入式電子領(lǐng)域的絕對(duì)王者。在這些新興世界中,處理性能并非關(guān)鍵——任何繁重費(fèi)力的計(jì)算任務(wù)都可由專用處理設(shè)備接手——因此芯片本身的速度可以較慢,由此帶來(lái)的好處就是其耗電量被控制在較低水平。
我們不妨將ARM與英特爾的CISC(即復(fù)雜指令集計(jì)算)設(shè)計(jì)進(jìn)行對(duì)比,后者能夠在更廣泛的處理環(huán)境下發(fā)揮作用,同時(shí)擁有大量早期遺留技術(shù)需要支持—— 從16位實(shí)址模式一路發(fā)展至64位受保護(hù)長(zhǎng)模式。英特爾的方案一般運(yùn)行速度更高,但要求使用者為其付出極高的采購(gòu)成本。而所有對(duì)計(jì)算資源的需求疊加在一起,我們就獲得了這種功耗極高的處理芯片方案。
盡管ARM的擁護(hù)者們認(rèn)為RISC從本質(zhì)層面上更適合處理低功耗計(jì)算,但這一結(jié)論已經(jīng)遭到專業(yè)學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)的否定。后進(jìn)指出,事實(shí)上兩種架構(gòu)之間的耗電量差別主要是由發(fā)展軌跡所決定——ARM在誕生至今的二、三十年當(dāng)中一直專攻移動(dòng)便攜平臺(tái),而英特爾則始終關(guān)注擺在桌面上的那套大家伙。如果從本質(zhì)層面分析當(dāng)今的x86芯片,它其實(shí)是一套在設(shè)計(jì)上以RISC為核心、包裹著CISC兼容性外殼的計(jì)算方案。
ARM很長(zhǎng)一段時(shí)間以來(lái)始終專注于壓低電量消耗,這是由于其面向的主要市場(chǎng)在于移動(dòng)以及非高性能計(jì)算設(shè)備,相比之下英特爾則一直強(qiáng)調(diào)處理速度的重要性;由ARM核心支持的芯片整體對(duì)電量的使用都比較溫和。然而其缺點(diǎn)在于,即使處于全力工作狀態(tài)、其性能表現(xiàn)仍然顯得不緊不慢。
ARM的主戰(zhàn)場(chǎng),手機(jī)與平板。x86的根據(jù)地,游戲設(shè)備。即使是這樣,谷歌與Facebook要如何切入?
為消費(fèi)者提供服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)巨頭們每年要花掉數(shù)十億美元來(lái)建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施并支付以百萬(wàn)美元為單位的高額電費(fèi)賬單。對(duì)于這些公司而言,數(shù)據(jù)中心在其年度預(yù)算當(dāng)中扮演著主要成本制造者的角色。很顯然,如果存在節(jié)省成本的可能,他們一定會(huì)盡量將其變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。