IT技術進步的意義就是用更少的成本，辦更多的事兒，提升每瓦功耗產出的價值。

在如今講究節能減碳，要實現“碳達峰”與“碳中和”戰略目標的背景下，Arm處理器的功耗優勢非常惹眼。Ampere作為活躍在國際市場上的Arm芯片廠商，在數據中心建設方面也頗受關注。

讓人又愛又恨的數據中心

眾所周知，碳排放過量能造成全球氣候變暖、冰川融化、海平面上升，最終還會影響人類的生存。

道理都懂，但還是感覺離現實有點遙遠。直到近幾年，幾座數據中心建設開始碰到更現實的問題。

比如，倫敦西部數據中心建設項目在審批時，由于當地還有很多住房項目，算下來，當地整體電力供應嚴重不足，因此，數據中心的建設審批擱置到了十幾年后。

又比如，愛爾蘭的數據中心用電量正在快速增長，預計到2029年，數據中心用電量將占到整個愛爾蘭的27%，因為電力供應原因，一些數據中心相關的項目也受到了影響。

數據中心是不折不扣的用電大戶，來自美國能源部（U.S. DOE 2020）的數據顯示，一些超大規模數據中心消耗高達100兆瓦的電力，足以為 80，000個美國家庭供電，甚至超過某些國家的用電量。

數據中心的重要性不言而喻，從新藥研發、到遠程辦公、社交媒體、流媒體以及現代生活相關的諸多在線服務都離不開數據中心，但因為數據中心用電和碳排放的問題，面臨的阻力會越來越多，越來越“討人嫌”。

如何建一個“不討人嫌”的數據中心

翻開數據中心能耗清單，耗電最多的是服務器和散熱/供電系統，排第三位的是存儲，第四位是網絡，雖然數據有點舊，但大致比例是不會有太大變化的。

不難發現，碳排放的終極源頭還是服務器。

因為，供電系統主要給用電大戶——服務器來供電，散熱系統主要給發熱大戶——服務器來散熱，所以說，數據中心碳排放的“罪魁禍首”就是服務器！

如果能從服務器下手，從服務器CPU下手降低功耗，那對于降低PUE，減少碳排放會從根本生發生大量變化。

2022年看來，Ampere基于Arm的云原生處理器就是當下最理想的選擇。

作為蘋果M1芯片電腦用戶，我最大的感受就是續航有了巨幅增長，要知道，M1芯片也是Arm處理器。

正如蘋果所說，M系列芯片使得每瓦性能達到了業內領先水平，而Ampere正在讓同樣的領先發生在服務器上。

Ampere能幫你建一座不討人嫌的數據中心

上圖來自Ampere首席產品官Jeff Wittich在OCP全球峰會上分享的一張PPT，顯示的是Ampere云原生處理器的四大優勢。

如圖中最左側的圖表1所示，在運行Nginx Web負載時，Ampere處理器的每瓦性能比英特爾至強Ice lake高了3.8倍。同時，因為核數多的原因，整體性能也比前者更高。

如圖中最右側的圖表4所示，在運行Hadoop數據服務時，標稱250瓦TDP的Ampere Altra Max在150瓦功率下工作，整體的CPU利用率就達到了95%。

以上兩大優勢，說明了Ampere將每瓦性能的潛力進行了強力“壓榨”。另外兩大優勢則是在說，這種“壓榨”的優勢可以不受限制地進行擴展，不受限制地進行放大。

上圖中左起的圖表2顯示的是處理器在Redis負載變化時的性能抖動。Ampere處理器的性能幾乎是一條直線，而x86處理器會有明顯抖動，這意味著Ampere的處理器的性能更穩，性能更容易預測。

圖表3顯示的是Ampere處理器在H.264轉碼負載下，性能隨CPU利用率增長而增長的趨勢，Ampere處理器的性能實現了幾乎線形的增長，而x86增長到一定程度后，性能提升非常有限。

這兩大優勢簡要總結為：Ampere處理器單個核心性能可預測，同時，多核心性能可以線形擴展。

這兩大優勢決定了，Ampere這種處理器非常適合公有云大規模、可彈性伸縮的特性，就像是專門為公有云準備的一樣，也就是Ampere將其稱之為云原生處理器的主要原因。

對于迫切需要降低數據中心PUE的數據中心建設者而言，Ampere處理器將帶來立竿見影的效果。

如圖所見，由于采用Ampere處理器的服務器功耗低，所以，可以充分利用42U的標準機柜。

這意味著數據中心可以少擺放2-3倍的機柜，意味著能節省寶貴的機房空間。從占地空間來算，如果全改用Ampere服務器，這意味著可以少建一些個數據中心，或者縮小數據中心的建設面積。

還應該注意到，此時單個機柜所能提供的性能相對于AMD和英特爾的方案也有明顯優勢，平均性能在2倍以上。從性能需求總量來算，如果全改用Ampere服務器，意味著可以少建一半的數據中心。

想要綠色低碳？Ampere服務器已經來了

目前，Ampere的芯片早已經發布，采用Ampere處理器的服務器也有多個型號，分別來自緯穎科技、技嘉、HPE、浪潮和超微，大部分型號面向的都是大型數據中心用戶，而HPE的服務器既面向數據中心用戶，同時也面向企業用戶。

為了讓大型數據中心用戶更方便地用上Ampere的服務器，Ampere去年向OCP捐贈了Mt Jade服務器，而今年又捐贈了下一代的Mt. Mitchell。同時，Ampere也在推行Arm SystemReady認證服務，可以用來加速服務器的落地部署。

寫在最后

當然，想要降低數據中心對環境的影響，核心原則就是利用各種先進技術提高資源的利用率。

Arm處理器和服務器算一大部分，新的CXL互聯技術，DPU技術也都有其價值，先進的虛擬化技術也非常有幫助，可以提高散熱效率的液冷散熱，以及一些部件回收計劃等等也有積極作用。

審核編輯 ：李倩