云原生處理器來了 Ampere Computing搶占Intel高地

當前，支持數(shù)據(jù)存儲、人工智能和多元化內(nèi)容的工作負載正以前所未有的速度遷移到云，數(shù)據(jù)中心服務(wù)器市場高速增長。不過，目前大多數(shù)云基礎(chǔ)設(shè)施仍在使用30年前的x86架構(gòu)處理器技術(shù)，而對高性能、高能效和更低的總擁有成本的需要，加快了非x86架構(gòu)處理器的發(fā)展，Arm處理器正在成為這一進程的主力，一些相關(guān)公司正在引人注目。

創(chuàng)立于2018年的Ampere Computing是其中頗具代表性的一家服務(wù)器芯片公司，該公司目前主推產(chǎn)品是號稱全球首款云原生處理器的Ampere Altra，該處理器內(nèi)核基于64位Arm處理器，專為云定制，Ampere Computing強調(diào)其具備可預(yù)測性、可擴展性和高性能。

據(jù)Ampere Computing首席產(chǎn)品官Jeff Wittich介紹，作為云原生通用處理器，Ampere Altra可在云環(huán)境下運行所有應(yīng)用。從Web服務(wù)器到數(shù)據(jù)庫到緩存解決方案，再到視頻編碼，甚至AI推理，Ampere Altra在性能上超越傳統(tǒng)x86處理器3倍之多，在性能功耗比上領(lǐng)先近4倍。

Ampere Altra針對云工作負載特性而進行了一些設(shè)計，例如該處理器每個內(nèi)核僅運行一個單線程，并保持一致的高頻率，因此避免了因服務(wù)器上多個用戶而導(dǎo)致的性能不佳的問題。

在利用率方面，Ampere Altra可以將內(nèi)核數(shù)擴展至128核，并為每個核提供大容量低延遲的專用緩存。借助智能高帶寬mesh互聯(lián)結(jié)構(gòu)，所有高性能核都連接在一起，打破了傳統(tǒng)的CPU在需求增加時會產(chǎn)生遞減回報的使用瓶頸。Ampere Altra采用先進的DDR和PCIe技術(shù)設(shè)計，可實現(xiàn)最大容量，擴展內(nèi)存和IO的帶寬。此外，所有必要的服務(wù)器級RAS、可管理性和平臺安全功能均可實現(xiàn)橫向擴展部署，并為客戶提供“開箱即用”的體驗。 

Ampere Altra系列有兩個產(chǎn)品，其中Ampere Altra內(nèi)置80個Armv8.2核，頻率為3.3 GHz；Ampere Altra Max則內(nèi)置128個Armv8.2核，頻率為3.0 GHz，兩款產(chǎn)品都支持128通道高速PCIe Gen4和8×72 ECC保護的DDR4 3200內(nèi)存。

在AI推理上，Ampere Computing也正在推進部署?；贏mpere Altra的AI方案支持TensorFlow、PyTorch和ONNX框架。其硬件支持原生FP16數(shù)據(jù)格式，與FP32相比，速度提高了近2倍，且大多數(shù)AI模型幾乎沒有精度損失。該公司提供了一個易于使用的Docker容器，其中包括計算機視覺和自然語言處理模型示例和基準，以使開發(fā)人員能夠快速入門。

一項MLPerf的測試顯示，Ampere AI優(yōu)化框架+Ampere Altra Max的組合，使用FP16時，吞吐量比AWS Graviton高出5倍，比x86競爭產(chǎn)品高出2倍以上。

在另一項面積功耗比的測試中，Ampere Altra的單核功耗比傳統(tǒng)CPU低67%以上，其32核處理器的功耗比同等的x86 CPU低 4.6倍，性能高出2倍。得益于此，Ampere Computing開辟了其他競爭對手無法涉足的新領(lǐng)地——汽車自動駕駛，他們正在和通用汽車旗下自動駕駛子公司Cruise進行相關(guān)合作。

Ampere Altra得到了市場積極的反饋：虛擬主機平臺Plesk通過甲骨文云搭載Ampere Altra，僅第一個月就推出了1000多個實例，實現(xiàn)了有史以來最快的產(chǎn)品推廣速度。

微軟最新的Azure虛擬機也采用了Ampere Altra，該虛擬機系列包括通用Dpsv5和內(nèi)存優(yōu)化的Epsv5虛擬機，微軟聲稱這些虛擬機的性價比比基于IBM x86的虛擬機高出50%。

其他終端用戶，如紅牛車隊、GenyMobile、墨爾本大學(xué)、布里斯托爾大學(xué)和耶拿大學(xué)，也都在相關(guān)云環(huán)境應(yīng)用中采用了Ampere Computing的處理器。

目前，包括微軟、甲骨文、騰訊、阿里、Equinix Metals、CloudFlare、京東、優(yōu)刻得、Hetzner等眾多公司在他們的服務(wù)器中使用Ampere Computing的方案和產(chǎn)品，全球已有40多個服務(wù)器平臺支持Ampere Altra，7家全球最大的超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心正在部署該公司產(chǎn)品。

其中，騰訊云推出了基于Ampere Altra處理器SR1的實例。阿里云不僅推出了基于Ampere Altra處理器的c6r和g6r實例，還推出了基于Ampere Computing處理器的手機云游戲服務(wù)。京東也推出了兩款基于Ampere Altra處理器的實例，一款用于計算、一款用于存儲。

除了云服務(wù)提供商，Ampere Computing同ODM和OEM服務(wù)器業(yè)務(wù)的合作也在不斷擴大，包括富士康、技嘉、浪潮、超微和緯穎等。最新的消息是，Ampere Computing已經(jīng)開始為特定客戶的服務(wù)器提供下一代處理器Ampere One的樣品。新CPU采用公司自研核（也是以ARM ISA為基礎(chǔ)，并且能夠與Altra和Altra Max兼容），5nm工藝，支持DDR5和PCIe 5.0接口。至此，Ampere Computing擁有并行的兩大產(chǎn)品家族——基于Arm的Ampere Altra系列和基于自研核的Ampere One。它們分別適用于不同工作負載、細分市場和應(yīng)用程序。例如為邊緣場景設(shè)計的32核40W產(chǎn)品，以及為超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心負載設(shè)計的128核125W產(chǎn)品。

不久前，來自路透社的消息稱，Ampere Computing在4月份已秘密申請在美國IPO。