对于x86架构在数据中心领域的强势，Arm阵营一直有大写的“不服”，将移动市场制胜的策略成功移植到服务器市场是其不变的“服务器梦”。毕竟，仅以服务器CPU为例，据预测，2020年服务器芯片市场规模将超300亿美元。然而，进攻的路上道阻且长，冲锋者如英伟达、三星、博通、高通等巨头都相继按下了“停止键”。不过，Amazon和华为相继发布基于Arm的服务器芯片，同时Marvell（美满）、Ampere以及国内的飞腾等还一直在持续进军。特别是在继Marvell推出ThunderX2大获成功之后，最近乘胜追击宣布推出ThunderX3，在性能方面实现大幅提升，这会进一步形成燎原之势吗？
Marvell ThunderX系列助力云端应用创新
目标市场的新契机
针对Arm的服务器芯片三大目标市场即HPC、云计算和边缘计算，Arm体系的价值正待释放。
Marvell半导体公司服务器处理器部产品营销高级总监周立新介绍，HPC 的工作负载需要多核、多线程，并有诸多并行处理需求，对DDR带宽非常敏感，基于Arm核的服务器处理器已可胜任。
而从数据中心来看，“数据中心已从对单线程性能的关注转向对机架级别性能的关注，其中性能功耗比、性能成本比和TCO（总体拥有成本）是部署考虑的三大关键因素。因此，数据中心开始采用专为特定工作负载而定制的服务器，业界对基于Arm低功耗、低成本处理器的关注度不断走高。” 周立新指出。
正如科技老兵戴辉所指，云端应用不同，可通过在云端适配特定应用来进入市场，使得进入门槛大大地降低。华为的Arm服务器CPU鲲鹏芯片就是通过在云端适配特定应用来进入市场的，比如鲲鹏适配了金蝶的云ERP应用，就可以搞一堆用鲲鹏的服务器用于金蝶的云ERP SAAS，而不需要对所有应用都兼容。注意，所有应用是对英特尔都兼容的。云计算的兴起，催生了商业模式的巨大变化，这也为新来者提供了新的契机。
而此前被质疑的软件生态问题，现在也大有改观。“之前传统软件很多是由第三方提供的，客户没有源代码。但目前超大规模数据中心的工作负载、应用都是有源代码的，而且还允许改变源代码、改变程序来加速，这对Arm服务器处理器的引入带来极大的方便，可更轻松应对兼容的问题。”周立新强调。
对于第三大应用则锁定原生Arm应用，处于边缘侧的智能终端绝大部分基于Arm架构为此奠定了对手难以匹敌的基石。周立新认为，Arm服务器适合于在边缘以容器或虚拟机的形式运行当前部署在手机和Arm终端上的原生Arm 应用程序，这使得各种新兴的应用有机会成为现实，包括Android云游戏、云端 Android和Arm软件/应用程序开发。
显然，机会看起来十分“美好”，但相应地在性能、生态上的考验也全面升级。
新“芯”的进击
Marvell看准这一态势，在推出ThunderX2收获一众“朋友圈”之后，又宣布推出ThunderX3，在性能上实现全面的跃升。
Marvell半导体公司副总裁及服务器处理器部总经理Gopal Hegde介绍，ThunderX3处理器采用台积电7P制程工艺制造，拥有高达96个核， 每核达4线程，每个插槽的总计算能力达到384线程，相对来说英特尔只有56个线程。内存接口支持8通道DDR4-3200，每个通道可搭载2个DIMM。I/O扩展提供了64个PCIe Gen 4.0通道，搭载16个控制器。该处理器支持单节点和双节点配置。在浮点运算方面，ThunderX3的每个核心搭载四个128 位SIMD (Neon)单元。该设备完全符合SBSA/SBBR，并提供了企业级的RAS和虚拟化功能。
因而，从纵向来看，ThunderX3架构的改进使得IPC的整体性能较ThunderX2提高25%。结合处理器频率和DDR频率的提升，单线程总体性能较上一代提高了60%以上。此外，在单颗处理器层面，相较于上一代，ThunderX3的整数运算性能提升3倍以上，浮点运算性能提升5倍以上。
Marvell ThunderX3整体性能提升
横向对比也同样出彩。Gopal Hegde认为，从核心来说，x86架构面向服务器、桌面等众多市场，而Armv8-A是专门面向服务器应用开发的核，在面积、性能、功耗层面更加优化。对比x86架构的两大厂商，一方面英特尔是IDM模式，在工艺上相比台积电已落后一两代，这对其x86服务器CPU性能必然有一定的影响。而Marvell的ThunderX3已进入到7nm工艺，制程占据优势；另一方面，AMD在架构上则采用封装集成，64核有9个DIE，相应地在延时、带宽方面存在不足，同时功耗偏高。
生态层面Arm阵营也在呈现“滚雪球”效应。
自前两年推出ThunderX2之后，部署进度在不断加速，得到了诸多OEM厂商和平台、IHV硬件厂商、操作系统和固件、中间件、应用和工具的支持，目前生态系统覆盖已超过 100 家合作伙伴企业。
在一些云计算和HPC市场ThunderX2已成功部署，主要客户包括Microsoft Azure和桑迪亚国家实验室中的500强超级计算机“Astra”等等。据悉，微软正为Azure部署基于ThunderX2的量产级服务器，也公开表态未来可能有40%-50%的量迁移到Arm上。此外，ThunderX2系列服务器处理器已实现对NVIDIA GPU的支持，将进一步满足HPC 和游戏应用的需求。
有了上述的实战加持，ThunderX3承前启后之势将更加凌厉。“公开客户已有20多家量产采用ThunderX2，而这些客户都会延续采用ThunderX3。”Gopal Hegde进一度解读应用优势所在，“在云计算应用中，ThunderX3的目标工作负载如大数据、数据库、流媒体、弹性搜索等本质上是高度并行，需要高线程，而ThunderX3每个核支持4个超线程，可带来显著的性能提升。HPC应用也将同样获益于多线程的支持，而且ThunderX3还具有高能效，可在密集的浮点运算工作负载下保持较高的频率，结合多个单指令多数据流 (SIMD) 单元和高内存带宽，可为HPC 工作负载提供了巨大的性能优势。在边缘侧，借助现有庞大的安卓手机生态系统基础，借助架构的一致性，可顺利实现Arm云端的计算和渲染，加速企业数据向Arm服务器的迁移。
“相信通过Marvell的差异化优势，将为三大目标市场客户带来更高的性能成本比和性能功耗比优势。”Gopal Hegde在总结中也期待未来ThunderX3占据服务器处理器整体市场的30%左右。
Marvell ThunderX系列路线图
值得指出的是，Marvell将于2020 年年中将向客户提供样片。而且，ThunderX系列路线图已然清晰，Marvell计划每两年推出一代新的Arm服务器平台，2022年将推出ThunderX4，每次迭代都可实现两倍甚至更高的性能提升。
未来的对决
可以说，Marvell已是Arm服务器处理器阵营的生力军。Marvell在存储、网络和计算三大业务领域发展强劲，而计算作为Marvell一大聚焦市场，除了业内领先的Arm服务器芯片以外，亦有面向嵌入式应用的Octeon和Armada产品线。
其进击之路是从收购开启的。2014年，Cavium（后被Marvell收购）推出了基于Arm架构设计的服务器芯片ThunderX，这是全球首款至强E5级别、支持双路架构的Arm服务器芯片，并对存储、网络和安全等进行了特定的优化。在收购整合之后，Marvell迅速在2018年7月推出第二代Arm服务器芯片ThunderX2，在内存带宽、吞吐量、延迟与可靠性层面都大幅提升，并在生态和应用层面捷报频传。而ThunderX3的面世或将这一战绩持续扩散，获得更多的“领地”。
而且，Arm阵营正在扩大朋友圈。以戴辉的话来说，是打“群架”，国内业已有大量基于云的软件移植到Arm上，以往代价巨大的云软件移植不再是壁垒。
正如兴衰交替是不可避免的历史法则，服务器芯片市场的格局有望改写。
但尽管有诸多的捷报，Arm及其生态合作伙伴要想在这一市场分羹更多，仍需要更多的应用案例来验证，彰显其可降低数据中心运营成本的整体优势，同时还需要笼络更多的服务器OEM厂商、操作系统和软件生态的支持，才能说服客户进行大规模的采购。
正所谓独行者速，众行者远，一众Arm服务器处理器的朋友圈会将未来的对垒之势引向何方？（校对/Sky）
