當前，云計算、大數據、人工智能、物聯網等技術的發展讓計算多樣化的趨勢分外明顯，對應計算架構也日趨多樣化，比如x86、Arm、Power等處理器產品在市場中“你追我趕”。

近日，安晟培半導體科技有限公司（Ampere Computing）正式發布全新一代Ampere Altra處理器，此款產品是業界首款搭載80個內核數量的服務器中央處理器，同時也是首款應用于新一代云和邊緣計算數據中心的云原生中央處理器。

Ampere產品高級副總裁Jeff Wittich告訴記者，Ampere是一個成立兩年多的公司，團隊成員富有激情，經驗非常豐富。Ampere致力于打造面向云計算和邊緣的新一代處理器。“我們研發的目標是開發面向于云計算的新一代云原生CPU，這里講的‘云’是指從超大規模云到分布式邊緣云。與其他芯片廠商不同，我們的產品純粹針對云計算模型進行設計，并與行業里最廣泛的GPU、FPGA的供應商進行合作，能夠非常靈活地為客戶提供他們所需要的解決方案組合。”

云計算發展催生新型處理器平臺需求

毋庸置疑，我們現在處于云計算時代。如果我們看過去十到十五年，云計算的需求已經與以前基于企業級計算演進而來的云計算發生了很大的變化。

Jeff表示，從軟件的角度來說，現在的需求更多的是面云原生比如容器、微服務這類的計算模型快速轉變，而不是面向以前那種企業級內部的計算模型。同時，超大規模數據中心和邊緣數據中心越來越多，這兩類數據中心在延時、散熱、功耗等需求與傳統數據中心不同，使得我們對于像CPU的部署密度和能耗的要求越來越高。

人工智能不斷發展，機器學習使得計算能力在整個基礎設施的各個地方都有非常大的需求，包括在數據中心和邊緣。越來越多的異構型基礎設施要求有云計算的能力，能夠被定制，能夠提供確定性、可預測性的性能表現，使服務實現最低的延時。

“針對當下云計算的需求，我們需要非常高效的CPU內核，需要整個基礎設施實現非常低的功耗，而且具備非常好的擴展性。面向云計算架構的新一代CPU需要更加開放，因為只有更加開放，才能有更好的創新。”Jeff說，“所以，Ampere選擇基于Arm構建了全新的云原生處理器。”

為什么選擇Arm架構？Jeff表示，在過去幾年的發展中，Arm架構的綜合能力目前已經具有領先的數據中心的性能和能效。能效很重要，不僅影響運營的成本，而且數據中心的大規模部署、綠色可持續也是現在逐漸關注的全球性問題。因為目前全球數據中心的電力消耗總量已經占據了全球電力使用量的3%，到2030年估計全世界的數據中心的耗電量大概將占全世界總耗能的11%。“未來數據中心進一步擴大，為了進一步的節能，進一步減少數據中心溫室氣體排放量，我們需要搭建用于云端的更高能效的處理器，而Arm架構相比其他處理器架構更合適。”

此外，ARM軟件的生態現在基本上已經成熟，所有運行數據中心的這些軟件都是可以基于在ARM上進行運行，包括操作系統、中間件、容器、虛擬化、編程語言框架等等。ARM本身也在不斷成熟，精簡指令集（RISC）提供非常好的性能，而且功耗非常低。“更重要的一點，臺積電現在已經有7納米的先進工藝制程技術。由于有了最領先的IP，有了成熟的ARM軟件生態，還有7納米先進的制程，Ampere能夠為新一代數據中心設計最新的能效更好的CPU。”

Ampere Altra專為云計算而生

作為世界首款的云原生處理器，Ampere Altra具備諸多亮點，實現了可預測的高性能、高擴展性和高能效，滿足云計算在性能、擴展性、能效的需求。

Ampere Altra憑借其單核單線程的內核設計將提供可預測的高性能、用戶的安全隔離、全平臺的靈活擴展性以及全新水平的高能效。Ampere Altra處理器具有80個內核和210W的功耗，為日新月異發展的前沿科技領域如數據分析、人工智能、數據庫、數據存儲、電信堆棧、邊緣計算、Web主機與云原生應用等提供突破性的能效提升。

Ampere Altra單路多達80個單線程內核，雙路多達160個內核，能夠提供可預測的非常高的性能。并且Ampere Altra利用Monolithic die（即單芯片設計）工藝，所有的核在Mesh網絡互連下相互連結，提供供非常高的內存帶寬、內存密度和一致性互聯Mesh網絡。

此外，Ampere Altra還能夠提供多路的支持，還能夠提供非常靈活的IO連接以及高帶寬。比如Ampere Altra支持8通道DDR4-3200內存，單路內存容量多達4TB；單路配置支持128 條PCIe Gen4 通道，雙路配置支持192條通道。

面對人工智能等新型工作負載，推理越來越重要，Ampere Altra采用CCIX協議，支持加速器一致性互聯；兩個128位SIMD單元；使用int8和fp16運算指令進行AI加速。

Jeff說，Ampere Altra具備非常強大的整數運算性能，非常適合現在云計算所需要的計算模型，包括容器、微服務，函數即服務等。“Ampere Altra每一個核最高的頻率是3.0GHZ，夠實現四寬的超標量的主動無序執行。我們還設計了單核單線程來保證他的性能是最好的，還能保證安全隔離，消除‘相鄰干擾’。”

針對云計算的擴展性需求，Ampere Altra依據行業最領先的每核功耗提供最高的可擴展性，從邊緣到超大規模云不同部署環境下提供多種可選的處理器配置。

Jeff表示，Ampere Altra功耗非常低，單核功耗更低或者說每瓦性能是業內最高的。Ampere Altra具備先進的系統安全、電源管理系統，提供服務器級RAS，Arm v8.2＋架構符合服務器基礎架構規范（SBSA）4級，讓服務器更具可管理性，云提供商可以非常簡單地把Ampere Altra處理器整合到他們的云環境當中。

特別是針對云應用場景，比如搜索、AI推理、音視頻解碼、云游戲、數據庫等，Ampere Altra性能更高，功耗也更低，滿足從超大規模到邊緣的擴展性，在相同功率范圍下最大化數據中心容量，每一個機架能夠部署3500多個Altra的內核。由于性能更好，功耗更低，所以Ampere Altra處理器的總體應用成本（TCO）也更低。

Ampere一直與全球眾多伙伴合作，提供在性能、可擴展性和能效上領先于市場，并持續優化的云計算軟件系統。此外，Ampere 提供多種工具與硬件平臺，可將Ampere Altra應用在裸金屬服務器、虛擬機、容器化等各類云計算場景中。

基于Ampere Altra的單路服務器平臺與雙路服務器平臺現已向全球的客戶發貨，其中包括許多全球頂級云服務提供商，比如微軟和甲骨文。目前，客戶正在對Ampere Altra進行軟件堆棧測試，從云端推動性能及能效的優化。

Jeff說，對于云提供商來說，針對于云專署的云原生處理器很重要，更重要的是Ampere后續會持續演進和迭代產品，使得處理器的性能在不斷的提升。除了Altra，Ampere會在2021年推Mystique產品。Mystique核數更多，性能更好，與現在的Altra平臺能夠兼容。2022年還會推出Siryn新產品。“我們的專家團隊夠始終在性能，擴展性和能效等方面保持領先，一直投入進行不斷的創新，并與生態伙伴一起合作共贏，從而贏得客戶。”
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