回顧處理器的發(fā)展史,智能手機(jī)芯片將替代更昂貴、能耗更高的X86處理器,用在超級(jí)電腦中。巴塞羅那超級(jí)計(jì)算中心研究者表示:“歷史總是在重復(fù)。移動(dòng)處理器是否已經(jīng)為超性能計(jì)算機(jī)準(zhǔn)備就緒?”
芯片發(fā)展趨勢(shì):便宜、節(jié)能
研究人員指出,歷史上,較便宜的芯片增長(zhǎng)更快、價(jià)格更高的處理器從高性能系統(tǒng)中掃蕩出局。1993年時(shí),超級(jí)電腦500強(qiáng)基本被向量處理器替代。后來(lái),它被更便 宜的RISC處理器替代(比如IBM Power處理器),10多年前,RISC處理器在超級(jí)電腦中的使用達(dá)到高峰。最終,RISC處理器又被更便宜的商用處理器(英特爾Xeon、AMD Opteron)替代,目前超級(jí)電腦500強(qiáng)有400多臺(tái)用的就是這類處理器。過(guò)渡有一個(gè)共同點(diǎn):微處理器扼殺向量處理器,主要是因?yàn)椤懊黠@便宜、明顯更省電”。
低能耗芯片采用ARM設(shè)計(jì),它已經(jīng)用在大多智能手機(jī)和平板中。英特爾雖然推出Atom處理器競(jìng)爭(zhēng),但成功有限,Atom本來(lái)是面向上網(wǎng)本設(shè)計(jì)的,它采用X86架構(gòu)。
一些企業(yè)開(kāi)始采用移動(dòng)芯片制造服務(wù)器,削減數(shù)據(jù)中心能耗。智能手機(jī)芯片看起來(lái)很適合完成一些工作,比如海量小負(fù)荷處理,如提供搜索結(jié)果、處理社交網(wǎng)上的 “Like(贊)”功能。如果軟件需要更強(qiáng)的計(jì)算能力,比如大型數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用、ERP系統(tǒng),最好還是用Xeon、Opteron芯片。
巴塞羅那計(jì)算中心之所以成立,有一個(gè)目標(biāo)就是開(kāi)發(fā)原型系統(tǒng),改進(jìn)每瓦特性能。該組織由西班牙、歐盟出資組建,它已經(jīng)采用Nvidia四核Tegra 3芯片建造服務(wù)器。Tegra 3采用的是ARM Cortex-A9處理器設(shè)計(jì)。它還使用三星雙核Exynos 5(基于Cortex-A15)設(shè)計(jì)服務(wù)器。
報(bào)告比較了三款處理器的表現(xiàn):三星1.7Ghz雙核Exynos 5250,Nvidia 1.3Ghz四核Tegra 3處理器,英特爾2.4Ghz四核Core i7-2760QM處理器(這是一款臺(tái)式機(jī)處理器)。
結(jié)果發(fā)現(xiàn),Tegra 3最高頻率比Tegra 2快1.4倍;Exynos 5比Tegra 3快1.7倍;英特爾四核Core i7-2760QM處理器的最高頻率比ARM Cortex-A15快3倍;但ARM平臺(tái)比英特爾平臺(tái)更節(jié)能。
研究者認(rèn)為,在單核情況下,ARM處理器的節(jié)能性比英特爾處理器好,因此在高性能計(jì)算機(jī)環(huán)境下,采用ARM處理器效率更高。在多核情況下,如果時(shí)鐘頻率一樣,ARM處理器比英特爾X86處理器效率更高,但在最高性能水平上英特爾芯片效率要高些。
Nvidia Tegra 3處理器和三星Exynos 5250都是ARM架構(gòu)處理器,二者對(duì)比,在單核性能對(duì)比下,Exynos 5250比Tegra 3快1.7倍。
ARM轉(zhuǎn)戰(zhàn)服務(wù)器
最近惠普推出了Moonshot服務(wù)器,它采用英特爾低能耗Atom芯片。未來(lái),Moonshot服務(wù)器也會(huì)采用ARM處理器。戴爾也已經(jīng)開(kāi)發(fā)原型ARM服務(wù)器。
巴塞羅那計(jì)算機(jī)中心指出,ARM設(shè)計(jì)的一些缺陷導(dǎo)致它在在服務(wù)器中的發(fā)展受到阻礙。今天,ARM處理器采用的是32位設(shè)計(jì),內(nèi)存尋址受到限制,它還缺少錯(cuò)誤修正技術(shù),沒(méi)有采用標(biāo)準(zhǔn)I/O接口。
ARM已經(jīng)推出64位設(shè)計(jì),Calxeda、AMD、AppliedMicro預(yù)計(jì)都會(huì)推出64位ARM芯片,它們統(tǒng)一了I/O接口和網(wǎng)絡(luò)功能。
研究者認(rèn)為,一旦ARM服務(wù)器市場(chǎng)風(fēng)生水起,技術(shù)問(wèn)題將會(huì)迎刃而解,從而刺激競(jìng)爭(zhēng),導(dǎo)致價(jià)格進(jìn)一步下降。報(bào)告稱:“移動(dòng)處理器品質(zhì)卓越,高性能計(jì)算機(jī)對(duì)它很有興趣。我們應(yīng)該準(zhǔn)備好接受這種改變,在改變發(fā)生之前準(zhǔn)備好。”