對話Ampere產品高級副總裁Jeff Wittich：云計算市場渴求新算力，服務器端CPU應變革

隨著市場需求的增加和技術的發展，服務器產品從架構到軟硬件都在發生巨大變化，這要求整個產業鏈都需變革，Ampere抓住的正是這樣的機會。

云計算市場越來越大。

2019年開始，隨著全球各大傳統企業，包括商業銀行的全面上云，云計算開啟了高速發展時代。從人類歷史上的第一張黑洞照片到疫情期間的全民網課、線上會議與藥物研發，它在科研探索、教育等場景中扮演的角色越來越重要。

然而在應用需求猛增的情況下，產業底層廠商需要面臨的問題也隨之而來：算力無止境加持下，如何順應市場需求，搭建新型大規模數據中心？以及如何最大程度控制成本？

作為業內資深工程師，Ampere產品高級副總裁Jeff Wittich對此也是感觸頗多，“如今的數據中心對延時、散熱、功耗等性能的需求已大不相同，機器學習、邊緣計算等需求日益強烈，市場需要一種新型的算力了。”

圖 | Ampere產品高級副總裁 Jeff Wittich

大勢所趨，云計算與傳統計算差異化愈加明顯

提起云計算，從互聯網時代到如今AI時代，它的發展歷程就是共享經濟在計算領域的演進史。如今因為各類場景數字化升級的推進，其應用領域和應用層次也一直在不斷擴大。

如Jeff提到，因近兩年深度學習、機器視覺等技術的大規模應用，云計算產業的發展也來到了歷史的拐點。與過去傳統計算相比，如今云計算需要支撐的應用已然千變萬化，相應地，其軟硬件（數據中心及相關平臺）構造復雜度也必須要有所顛覆。

“具體到性能上，與過去相比，如今云計算有著容器和微服務快速轉變、部署密度高、能效低、高度支持AI和機器學習等要求，這給既有的解決方案提出了很大挑戰。”

以能效為例，有統計數據顯示，2019年數據中心電力消耗占據全球能耗的3%，而預計到2030年，其電力消耗占比將會持續增長至11%。

類比來看，該消耗量已經可以與電力消耗巨大的行業（如航空）比肩了，而因電力消耗，數據中心運營成本居高不下，這極大地妨礙全球算力的發展進度。

接下來，5G商用、AI應用市場的擴大呈必然趨勢，云計算平臺技術的變革也因此迫在眉睫。

重新設計CPU，“80內核、單核單線程”高度匹配云計算

放眼市場，受需求變化影響，谷歌Kubernetes陣營已越來越強大，谷歌、亞馬遜均開啟了自研服務器芯片模式，而Arm也終于找到了x86市場的突破口，華為等廠商紛紛基于ARM架構重建數據中心。

對于初創公司Ampere來說，市場機會也出現了。

Jeff指出，“因為需要滿足不同場景的需求，客戶對服務器芯片的要求也開始多樣化，而它具體可以歸結為三類：一是超高性能；二是全平臺可擴展；三是高密度和高能效。但目前市場上并沒有一款能夠解決這些問題的芯片。”

因此，在瞄準了市場的需求之后，Ampere團隊打破既有桎梏，基于Armv8.2+架構，操刀設計了新一代服務器CPU，也是首款滿足這三類需求的處理器芯片——Ampere Altra。

“Ampere Altra可以滿足上述三類要求，非常適合現在的云環境，因此我們說它是世界首款云原生處理器。”

具體去看，Ampere Altra處理器能夠提供可預測高性能，單路具備80核，支持兩路平臺；同時利用monolithic die（即單芯片設計）工藝，其所有的核在Mesh網絡互連下相互連結，保證了高帶寬和一致性互聯Mesh網絡；此外，它還能提供非常高的內存帶寬和內存密度。

除了高性能，在可擴展性上，Altra處理器可以根據不同環境適配邊緣到超大規模云需求，尤其在支持包括像容器、微服務等計算模型上，該芯片非常好用。

而為了實現高能效，除了高密度設計，設計團隊還專門為電源管理、散熱等相關服務配備了控制服務器，使其在云環境中有最佳的功耗表現。

當然，不僅僅是以滿足三類需求為核心設計邏輯，在具體細節上，Ampere團隊也做了非?？b密的考量和布局。

Jeff舉例說，“Ampere Altra處理器的80個64位ARM的CPU內核，每一個核最高的頻率是3.0G赫茲，所有內核都能在turbo模式下持續運行，可實現滿負荷的云計算工作流；同時除了每一個核專屬的L1和L2緩存之外，我們在系統級別還配備了一個32MB大緩存，可以顯著減少延時、隔離干擾；另外，該芯片的整數運算和浮點運算性能都非常強大。而通過單核單線程的設計，我們消除了單物理核多線程設計中多用戶共享資源的爭奪引起的 “相鄰干擾” 問題，實現提供100％的可預測性能核心。”

如此種種，作為首款面向云計算的CPU，Ampere Altra處理器還是足夠讓人印象深刻。

市場需求激增，新型服務器前景可觀

但是，出自初創公司團隊的手筆，這款新芯型片到底能不能夠開辟屬于自己的市場？

Jeff認為完全不用擔心，“因為云計算的多樣性需求，我們發現客戶在部署大規模數據中心時，對硬件模塊多樣性的需求也十分強烈。如微軟和甲骨文，他們已經在嘗試使用我們的芯片，我們收到的反饋也很好。”

事實上，如Jeff所言，隨著云服務市場需求的增長，數據中心規模愈趨于大規模，各類硬件模塊也進入了百家爭鳴時代，留給新型芯片的機會越來越多。而且全球云服務市場規模在不斷擴大，Ampere可以搶占的細分市場規模也很可觀。統計數據顯示，2019年云服務整體市場規模為1071億美元（7500億元），同比增長37.6%，2020年預計達到1410億美元，依然能夠實現32%的增速，前景可期。

“此外，Altra處理器是基于ARM架構設計的，Arm強大的生態會降低我們進入市場的門檻。我們都知道，Arm在終端上已經形成了生態，但是除了終端，Arm在服務器端也有了大幅增長。尤其是考慮市場對低功耗的需求和Arm自身技術的成熟，ARM架構在云計算市場其實已經極具競爭力。”

確實，因ARM架構的技術趨于成熟，近兩年以華為、微軟為代表的巨頭已經紛紛轉向了Arm。目前ARM架構也已經可以支持包括Linux、BSD、Windows在內的所有大型操作系統、容器和虛擬化工具如Docker、VMware、KVM和Kubernetes等，以及CUDA、Java等語言。

最后

當然，產品售出后，客戶所憂心的初創公司的持續性升級能力和服務問題，Jeff也認為完全沒有擔心的必要，“對于云提供商來說，Altra處理器的性能表現很重要，但我們認為更重要的是，Ampere有能力以一個固定的節奏持續升級處理器。”

值得一提，由于團隊強大的實力和背景，即便作為初創公司，一直以來Ampere在業內的受關注度絲毫不低。同時由凱雷集團（Carlyle Group）資助，在2019年4月，它還曾獲得Arm的二輪融資。

最后，記得關注微信公眾號：鎂客網（im2maker），更多干貨在等你！