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決戰伺服器市場 ARM現在討不了便宜
作業系統業者態度至關重要

【作者: 姚嘉洋】   2014年03月18日 星期二

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ARM陣營與英特爾在行動運算領域的交手,就目前而言算是ARM陣營獲得全面性的勝利,英特爾仍然搶不到任何的便宜,市占率也沒有明顯的起色。當然,懂得追求永續成長的企業必須持續開疆拓土,才能維持成長動能,因此ARM除了在物聯網領域持續耕耘外,對於伺服器市場也有相當強烈的野心,這兩年來,我們可以明顯看到,ARM除了推出64位元架構的處理器核心外,在該領域找到了不少知名大廠站台,以助長ARM的聲勢。


更甚者,先前外界也傳出Google有意採用ARM架構來打造自用的伺服器系統的傳言,儘管Google發言系統並未證實這項傳言,但也足以證明ARM的確開始產生了些許的影響力。


就實例案例來說,DELL(戴爾)與HP(惠普)兩大伺服器業者為例,前者就曾在2012年推出代號為「Copper」的伺服器,後者則是在推動月球計畫初期,首次推出以ARM架構為主的伺服器系統,代號為「Moonshot」。巧合的是,這兩款產品並未正式導入市場,全是因應國外客戶需求而特意打造,主要是作為客戶測試之用。



表一 : ARM 64位元架構於2013年年度大事紀(與伺服器相關)
表一 : ARM 64位元架構於2013年年度大事紀(與伺服器相關)

圖一 : AMD於2013年揭露2014年的伺服器平台藍圖,其中ARM在Web與企業端扮演了一定程度的角色(Source:AMD)
圖一 : AMD於2013年揭露2014年的伺服器平台藍圖,其中ARM在Web與企業端扮演了一定程度的角色(Source:AMD)

防堵ARM搶進市場 ATOM全力截擊

ARM本著低功耗優勢進入伺服器市場,很明顯的就是要針對英特爾的處理器在功耗過於吃重的問題而來,隨著節能減碳的風潮遍及全球,ARM的策略其實並無不妥。儘管產業界心裡都很明白,在同一性能表現水平下,英特爾處理器的功耗表現就是會明顯高於ARM架構處理器。


不過,DELL伺服器解決方案經理李俊邦針對此點,提出他個人的看法,所謂的功耗高低,指的是相對比較,而非絕對比較,觀察英特爾近年在處理器的發展上,已經朝向SoC(系統單晶片)的方向走,像是PCIe介面或是記憶體的控制器的整合或是核心數量的增加,都是大家都可以見到的狀況,就晶片規格上已經比前代產品來得優異,但在功耗方面並沒有因此而增加,可以想見英特爾也並非不清楚自己的問題在哪。


HP企業事業群工業標準伺服器事業處資深產品經理郭裕昇也同意李俊邦的說法,他分析,英特爾的ATOM在早期的發展中,是以小筆電市場為主,在性能表現上本來就不是相當出色。但這兩年來,英特爾特意將ATOM放入微型伺服器市場中,在性能提升與功耗降低上有著不錯的表現,其實就為了要防範ARM搶食伺服器市場。


而英特爾新一代針對微伺服器領域的ATOM處理器(代號Avoton)也已經來到了八核心的架構,其最低功耗表現為16瓦,但雙核心架構則僅僅只有6瓦,可以想見英特爾的確在處理器上作足不少工夫。



圖二 : 從英特爾的伺服器產品佈局上其實不難想像ATOM已經成為不可或缺的一環了。(Source:images.anandtech.com)
圖二 : 從英特爾的伺服器產品佈局上其實不難想像ATOM已經成為不可或缺的一環了。(Source:images.anandtech.com)

微型伺服器市場 低功耗有優勢

李俊邦分析,由於網路服務市場呈現爆炸性的成長,所謂的「Web」服務,不論是來自桌機上網或是智慧型手機的行動上網,這都是顯而易見的基本應用,尤其是時下所流行的線上遊戲更是相當鮮明的例子,這種僅僅需要資料丟出與輸入的動作,對於伺服器而言,並不需要相當強大的運算效能,所以近期市場所興起的「微型伺服器」便是因應此一需求而生。


李俊邦坦言,在不需要強大運算效能的前提下,再加上網路服務應用的需求不斷擴大,網路服務或是主機租賃等業者也會有壓低電費成本的壓力,基於這樣的背景,ARM架構的確有發展的機會。


郭裕昇談到,HP月球計畫的概念,是採取模組化板卡抽換的方式,每一張板卡都可以視為一台伺服器來看待,而接下來,HP計畫將於2014年導入ARM架構,這也已經納入Moonshot的藍圖規劃之中。這種作法,除了具備高度彈性外,只要市場有其需求,導入DSP(數位訊號處理器)或是FPGA(可編輯邏輯閘陣列)來協同運算,這都不是問題。HP的確也接到許多客戶詢問HP是否有ARM架構的產品。


但郭裕昇也反問:「客戶需要ARM架構伺服器的原因是什麼?」這個問題,絕大多數的客戶都無法提供具體的回覆。而郭裕昇的解讀是:客戶是基於「嘗鮮」的心態而有這樣的問題出現。由於可見,儘管ARM有機會能在微型伺服器市場能用低功耗優勢取得一部份的市場份額,但現階段市場對於ARM架構的需求,恐怕並不是相當明顯。



圖三 : 巨量資料與網路服務的市場需求甚殷,也讓微型伺服器市場水漲船高,伺服器板卡不僅要能靈活抽換,空間的要求上也十分嚴苛。(攝影:姚嘉洋)
圖三 : 巨量資料與網路服務的市場需求甚殷,也讓微型伺服器市場水漲船高,伺服器板卡不僅要能靈活抽換,空間的要求上也十分嚴苛。(攝影:姚嘉洋)

HPC注重性能表現 伺服器仍有專用考量

至於在HPC(High Performance Computing)伺服器領域,不論是李俊邦或是郭裕昇都異口同聲表示,ARM在短時間內還無法在HPC伺服器取得成績,原因在於這類系統十分重視系統性能的表現,此時低功耗的訴求就被置於其次的位置。李俊邦談到,在HPC市場的特性是,只要系統效能還有餘裕,業者就會不斷增加工作量給伺服器。


而儘管x86架構表現相當出色,但為了追求效能極大化,伺服器業者也採用具備平行運算特色的繪圖處理器(GPU),利用多核心處理器與多核心繪圖處理器搭配的方式,來提升系統效能,與此同時也縮減不必要的系統空間。所以像是繪圖處理器大廠NVIDIA在HPC領域也有不少斬獲。



圖四 : 由於繪圖處理器本身就具有平行運算的能力,對於超高速運算這類應用來說,具有相當高的實質意義,因此在HPC類型的伺服器市場,佔有一席之地。(Source:images.anandtech.com)
圖四 : 由於繪圖處理器本身就具有平行運算的能力,對於超高速運算這類應用來說,具有相當高的實質意義,因此在HPC類型的伺服器市場,佔有一席之地。(Source:images.anandtech.com)

李俊邦指出,伺服器的種類其實相當多元,但客戶在伺服器的採用上,一定會有特定的需求存在,針對需求提供對應的產品,才是穩紮穩打的作法。郭裕昇也舉例談到,以線上遊戲專用的伺服器為例,單單以處理器來扛下所有的工作,在負擔上絕對會相當吃重,但搭配繪圖處理器後,整體系統的表現就能達到最佳化,因此像是AMD近年來所主推的加速處理器(處理器搭載繪圖處理器),就會有很大的發揮空間。


軟體業者的態度才是最後關鍵

李俊邦強調,畢竟ARM在伺服器市場的確是新手,尤其是在整體生態系統的奧援上仍然不及英特爾來得完整,這是不爭的事實,尤其像是在作業系統端的支援若無法取得相關業者的認同,應用端方面的發展就會受到直接的影響。


針對軟體層面與生態系統的支援上,郭裕昇觀察,近年來ARM的確在伺服器領域有不錯的成績,但問題在於作業系統與應用程式等相關業者,何時會用積極的行動來支持ARM陣營的發展?進一步的說:「何時會推出支援ARM架構的產品到市場」,就是具體的觀察指標。


他分析,目前Linux陣營對於ARM的作法僅限於社群上的討論或是測試版本,一旦進入市場後,客戶的思考點在於:「採用ARM架構的伺服器花費的軟硬體與後續的維護成本是多少?」客觀的看,客戶不可能拿一個穩定性不高,導入成本又貴的解決方案來砸自己的腳。但反觀英特爾,由於整體生態系統幾乎以英特爾為中心,所以系統移轉上相對容易且穩定,如果作業系統陣營不拿出具體行動支援ARM架構,上層的應用程式更無法採取行動來對應,如此一來,ARM要在伺服器領域擴大市場佔有率,恐怕有非常高的難度。此外,李俊邦與郭裕昇也都表示,除了Linux陣營外,微軟的態度也很重要,截至目前為止,微軟仍然沒有表態支持,若微軟表明支援ARM陣營,將會有相當大的加分效果。



圖五 : 在伺服器領域中,儘管有不少Linux陣營表明支援ARM架構,但若沒有將口號化為市場行動,對於ARM而言恐怕僅止於宣示意義而已。(Source:cdn.ttgtmedia.com)
圖五 : 在伺服器領域中,儘管有不少Linux陣營表明支援ARM架構,但若沒有將口號化為市場行動,對於ARM而言恐怕僅止於宣示意義而已。(Source:cdn.ttgtmedia.com)

另類思考:英特爾的反制策略

不過,ARM陣營這幾年都能在各大應用領域連戰皆捷,ARM所擅長的生態系統策略,的確是最大的功臣,儘管在伺服器的生態系統仍未到位,但不代表ARM就會坐以待斃,只能持續投入時間與資源,自然能水到渠成,不怕市場手到擒來。


對此,郭裕昇的確認同未來的市場態勢會出現這樣的發展,不過他也分享他個人觀點表示,生態系統所重視的是平台轉移的過程是否順利,這包含了軟體授權費用與程式碼的相容性問題,撇除軟體授權費用不談,英特爾若要進一步防止ARM的攻城掠地,在思維上也許可以向ARM陣營的軟體業者招手,提供能相容ARM指令集的平台或是程式碼,讓他們也能在x86架構上進行程式開發,藉此達到拉攏的動作。


此外,郭裕昇認為,伺服器的產業生態與行動運算不同,前者相對集中,後者則是山頭各立,ARM在生態系統策略的操作上,以往都是採取較為放任的態度,資源分配上也較為分散,如果用同樣的心態來看待伺服器,未來的發展結果不見得是ARM陣營所樂見的。如果真的要說ARM陣營與英特爾正式進入交戰階段,嚴格來說,也必須等到ARM的生態系統就位,再來進一步思考競爭的問題。



圖六 : 對英特爾來說,或許軟體生態系統已經相當成熟,但若要徹底阻止ARM陣營進入伺服器領域,吸引ARM陣營的軟體業者投入x86系統的開發,或許是值得思考的策略。(Source:cloudflare-software.intel.com)
圖六 : 對英特爾來說,或許軟體生態系統已經相當成熟,但若要徹底阻止ARM陣營進入伺服器領域,吸引ARM陣營的軟體業者投入x86系統的開發,或許是值得思考的策略。(Source:cloudflare-software.intel.com)

結論

由於ARM不斷針對英特爾的功耗問題施加壓力,對英特爾而言,儘管生態系統已經相當成熟,但長期來看,致力於功耗降低,應該是英特爾必須持續努力的課題,否則ARM在各方條件都已經就位的情況下,英特爾若要再加強防守,屆時相信只能用「為時已晚」來形容了。


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