ARM与x86 谁才是最适合云和移动设备的CPU
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现在,这一切都显而易见,因为市场已经在按照这个趋势发展。让我们来看一下我们能否提取出一些要点:
• ARM 将继续在移动设备领域中表现出色,而移动设备中出现新操作系统和应用环境则是再正常不过的了。用户无法运行台式机应用,而且电池使用时间也非常重要。
• 但是,ARM 短期内在笔记本电脑或上网本领域难以取得重要斩获。如果我需要一台可移动的台式机,我希望能使用所有现有软件。除非 iOS 或 Android 可以在具有传统键盘的设备上运行,并开发一个足够丰富的生态系统来替代我的所有台式机功能,否则这种现状难以改变。
• 可能会有一种例外,那就是高度受限的笔记本电脑/上网本,比如 Google Chromebook。在这些设备上使用 web 浏览器通过网络运行应用。这些设备并非适用于所有人,但是由于对全部软件堆栈的严格控制以及使用的相关转变,他们可以而且已经使用了 ARM。
• 英特尔在手机和平板电脑等较小设备上的表现并不尽如人意。虽然最新的凌动设计与传统的 x86 标准相比具有相当出色的能效,但是它们的性能功耗比还是难以媲美最新的 ARM 设计。如果不需要与传统的台式机电脑软件相兼容,那么 x86 则没有任何优势。比如,我们看到微软新的 Surface RT 平板电脑使用的是 ARM,而新的 Surface Pro 因为需要提供传统 Windows 台式机的兼容性,则使用的是 x86。不过,Surface Pro 电池的使用时间只有Surface RT 的一半 。
• 这些要点最终显示,对于传统的 Wintel 生态系统巨人微软和英特尔来说,ARM 是一个巨大的威胁。如果再考虑到智能手机和平板电脑正在成为许多移动员工的主要设备、移动是主要增长市场等因素,那么这一威胁将无限放大。风险投资公司 Kleiner Perkins Caulfield and Byers 的合伙人 Mary Meeker 最近发布了一份报告,证明了这一观点。目前,为 iPad 或 Android 平板电脑加装键盘变得越来越普遍,而这将提高其与笔记本电脑和上网本的竞争力,推动 ARM 需求的增长。
云计算
那么,云计算和服务器端应用呢?在这种环境中,英特尔 x86 架构适合在家庭中应用。事实上,目前大多数数据中心使用的都是英特尔至强产品。但在未来,是否将发生改变? ARM 在数据中心内的价值定位简单明了:ARM 具有出色的能效,而数据中心则需要大量耗能。使用基于 ARM 的处理技术可以降低数据中心的整体功耗,从而降低运行成本;同时更出色的散热密度还有助于推动小型数据中心的发展。
理论上听起来不错,但实际能否站得住脚呢?
为了回答这个问题,我们需要对将要运行的预期工作负载有所了解。关键的几个工作负载包括:
• 传统的 Windows 和 Linux 实例
• 功能单一、控制严格的工作负载,如数据库
• 云计算
• 大型 web 资产
让我们依次来了解这些工作负载。
• 传统的 Windows 和 Linux 实例 — 这是如今我们所熟知的传统的 IT 工作负载。用户希望运行各种随机的 Windows 或 Linux 工作负载。在这一应用中,应用软件的兼容性是关键所在。硬件必须能够在各种应用间提供出色的性能。x86 在该情况下大放异彩。目前,微软正在研究面向 ARM 的Windows 端口。虽然这将帮助迁移部分工作负载,但是它不能帮助迁移已经在 x86 上运行的数十万企业应用。
• 功能单一、控制严格的工作负载 — 如果您可以严格控制所运行的应用,那么您就可以优化硬件,从而提供最出色的价格、性能和功耗。数据库就是一个很好的例子,它非常重要,因此值得这么做。目前,Oracle 等已经意识到这一点,甚至提供了 Exadata 等优化的硬件系统。ARM 是否适合,都取决于您是否对功耗或性能进行优化。例如 Oracle的 Exadata 优化了性能并使用英特尔至强处理器,而没有使用 ARM,但是其他工作负载可能更适合使用ARM。
• 云计算 — 云计算在许多方面都与传统的 Windows 和 Linux 实例类似。如果服务提供商不能准确预测将要运行的应用,那么将默认提供基于 x86 的广泛兼容服务。此外,如果对云提供商的性价比指标进行判断和对比,那么高端的至强处理器将是。
• 大型 web 资产 — 有时候在一句话中能看到ARM 与Facebook 等名称同时出现。大型 web 资产是一项特殊资产。首先,它规模宏大,因此节能对于整体来说非常重要。其次,工作负载受到相当严格的控制,足够稳定。Facebook 的数据库运行构成 Facebook 应用的所有个体工作负载,但是这些工作负载通常具有相对较高的稳定性。如果公司可以隔离部分这样的工作负载,那么就适当优化基础设施。例如,可能部分与 IO 捆绑的 Facebook 处理无需大量处理。这是向环境推出 ARM 的最好时机。Facebook 严格控制在 ARM 处理器上运行的应用并可以移植它们所需的信息。大量 Facebook 应用都是以 PHP 格式编写的,可以在 HipHop JIT编译引擎中执行。如果 Facebook 将 JIT 扩展至支持 ARM,那么公司可以在此后快速迁移大量 PHP 代码。其他 web 资产也可以采用类似战略。但是 Google 和微软都已经就使用所谓的“wimpy 核心”进行处理进行了撰文,而且得出了不同的结论:Google 表示不会使用,但是微软则持谨慎的乐观态度。
由此,得出一个共同主旨:在应用兼容性方面 x86 相对于 ARM 来说具有明显竞争优势。如果您运行控制严格的应用,那么使用 ARM 进行功耗优化则可能适合您;但是如果您希望处理各种工作负载和应用,那么 x86 则是更好的选择。
因此,英特尔最近推出的凌动产品可能是最理想的选择。虽然它没有 ARM 那样绝对的高能效,但是它大幅降低了功耗,而且还保持了 x86 的软件兼容性,并能提供服务器级别的特性,如 64 位处理能力、虚拟化和内存纠错。微软发现,使用凌动处理器处理 Bing 工作负载时,虽然为了满足性能需求需要进行悉心优化,但可带来大量优势。
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