高通ARM服务器芯片高规格 或有机会抢占服务器市场

　　不少厂商尝试以ARM架构处理器打入资料中心市场，如果从设计能力、财力和研发稳定度等层面来看，高通(Qualcomm)或许有机会成功，而秘密武器就是日前在Hot Chips大会上发表的Falkor核心。

　　根据The Next Platform报导，代号为Amberwing的Centriq 2400芯片是高通开发的第五代客制ARM处理器，内建符合ARMv8规格的Falkor核心，也是继Cavium的ThunderX2芯片之后，另一个具有市场竞争力的ARM服务器芯片。

　　与其他ARM服务器芯片最大的不同在于高通拿掉了所有支援32位元的电路，只支援64位元的工作负载，目的是为了能在Amberwing芯片上塞入更多核心，加上过去15年服务器的工作负载都以64位元执行，因此不用担心向下相容的问题。

　　Centriq 2400 ARM芯片最初的设计并不支援同步多线程(Simultaneous Multithreading;SMT)处理繁重的工作负载，而Amberwing芯片则以双核心模组为基础，可以负担完整的工作负载，且除了L2快取、电源管理、环形互连之外，并不共用其他元件。

　　高通并未揭露L2快取的完整规格，但预计每个核心的大小介于256 KB到1 MB之间，视高通选择的10纳米制程而定，外界猜测极可能由台积电或是GlobalFoudries代工。唯一可以确定的是Amberwing芯片上的L2快取包含了L1快取，为128位元组的8向关联式快取列。L2和L3快取上都有ECC校正错误，L0和L1也有自动修正的同位资料保护功能。

　　Falkor核心的管线(pipeline)是异质的，可以处理多种指令，管线的长度也不同，可让不同类型的指令和资料以最小化闲置硬件的方式通过核心。Falkor核心能够成为服务器芯片的3个主要特性为：精细的电源管理、可供Amberwing芯片上所有核心共用的L3快取服务品质，以及DDR4存储器上的本地存储器压缩。

　　由于L3快取对服务器性能的影响很大，高通的工程师费大工夫才降低了这个资源的竞争(contention)，这些服务品质(Quality of Service)特性对目前私有和公有云端基础设施使用的虚拟网路工作负载特别重要。Falkor核心具有Hypervisor虚拟化(EL2)及TrustZone安全监控(EL3)的硬件辅助功能，高通还提供支援AES资料加密和SHA1和SHA2-256杂凑函数的加速器供选择。

　　Amberwing系统单芯片具有6个DDR4存储器控制器，最高速度可达2.67GHz，与英特尔(Intel)和超微(AMD)近期推出的X86服务器芯片相当。每个插槽最高可提供768GB容量，与Skylake Xeon产品相同，但略逊于超微Epyc处理器的1TB容量。

　　Centriq 2400芯片的PCI-Express 3.0通道有32条，比英特尔和超微少。Centriq 2400的南桥部分具有DMA、SATA、USB和其他ARM型的I/O控制器。最大亮点在于这些都封装成尺寸55x55mm的CPU，而且具有LGA插槽，不会像移动装置处理器那样焊接在主机板上。

　　Amberwing SoC唯一缺少的是支援跨多个处理器的NUMA丛集。高通与超微都认为他们目标的云端和超大规模资料中心客户会希望尽量减少机器的插槽数量，降低节点和软件的复杂性。因此，目前Centriq系列产品并没有可扩充或缩小的NUMA，但如果客户想要更多的共用存储器，高通也可能变更设计。

　　Centriq 2400芯片已开始出样给客户，预计第4季可以出货。高通在建立ARM服务器事业的基础上展现了必要的耐心，例如等候10纳米制程的成熟、没有将早期的开发平台商用化，并争取到微软(Microsoft)这个客户，使用Centriq 2400芯片执行ARM架构的Windows Server版本。当然，如果高通能赶在超微推出Epyc X86服务器芯片之前就捷足先登自然最好，但无论如何，从技术和经济竞争的角度来看，任何Xeon以外的芯片选项还是有发展空间。