英特爾和AMD最大的云威脅可能是X86指令集

現(xiàn)如今，全球據(jù)統(tǒng)計(jì)超過(guò)90%的云基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(IaaS)實(shí)例類(lèi)型是基于Intel Xeon處理器。那么，AMD的EPYC處理器會(huì)從英特爾手中奪走大量的云市場(chǎng)份額嗎?還是會(huì)有其他的服務(wù)器處理器給AMD和英特爾在云市場(chǎng)帶來(lái)實(shí)質(zhì)性的競(jìng)爭(zhēng)?

2005年前后，英特爾和AMD占領(lǐng)了服務(wù)器處理器市場(chǎng)。這發(fā)生在AMD將64位指令引入x86指令集及其Opteron處理器架構(gòu)之后。隨后英特爾在其核心處理器架構(gòu)和Xeon產(chǎn)品中加入了AMD 64(現(xiàn)在是x86-64)指令。自那之后，AMD在2008-2018年的時(shí)間內(nèi)失去了大部分服務(wù)器處理器市場(chǎng)份額。

AMD和Intel是目前唯一交叉授權(quán)使用彼此關(guān)鍵的x86-64專(zhuān)利的服務(wù)器處理器供應(yīng)商。要構(gòu)建一個(gè)現(xiàn)代的x86-64服務(wù)器處理器，AMD和Intel的專(zhuān)利都是必須的。

就在幾年前，Arm認(rèn)為它將在x86指令集上獲得可觀的市場(chǎng)份額。Arm的商業(yè)模式是將其Aarch64指令集授權(quán)給公司，然后這些公司再設(shè)計(jì)自己的服務(wù)器處理器。目前獲得授權(quán)的Arm服務(wù)器處理器包括安培的eMAG、AWS的gravity on、華為鯤鵬和Marvell的ThunderX。

然而，AMD推出的基于EPYC芯片的x86設(shè)計(jì)讓Arm及其授權(quán)商措手不及。顯然，除了Arm，企業(yè)和云數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)都低估了AMD的創(chuàng)新能力。

與此同時(shí)，加州大學(xué)伯克利分校的一群研究人員創(chuàng)建了RISC-V開(kāi)源指令集，并由RISC-V基金會(huì)將其商業(yè)化。許多現(xiàn)有的和潛在的Arm服務(wù)器處理器設(shè)計(jì)人員正在評(píng)估基于RISC-V處理器的潛力。其中涵蓋了一些如阿里巴巴集團(tuán)和谷歌等大型IaaS云，以及一些目前不從事服務(wù)器處理器設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)的芯片公司，如NVIDIA。

為了獲得IaaS市場(chǎng)的份額，就像AMD和Arm都在嘗試的那樣，RISC-V必須同時(shí)展示企業(yè)級(jí)的質(zhì)量和云工作負(fù)載性能價(jià)值。但RISC-V仍處于開(kāi)發(fā)的早期階段，在許多年內(nèi)都不會(huì)成為云數(shù)據(jù)中心部署的成熟競(jìng)爭(zhēng)者。

IBM最近開(kāi)源其Power系列處理器的指令集架構(gòu)。IBM的POWER9是一個(gè)企業(yè)級(jí)的服務(wù)器處理器。IBM在啟動(dòng)OpenPOWER基金會(huì)方面做得很好，它為POWER9創(chuàng)建了一個(gè)云服務(wù)器供應(yīng)鏈生態(tài)系統(tǒng)。在過(guò)去的幾年里，谷歌已經(jīng)在各種活動(dòng)中展示了基于openpower的POWER9。

而從商業(yè)角度出發(fā)，因?yàn)镮BM不僅僅只是開(kāi)源了POWER架構(gòu)，同時(shí)還提供了一個(gè)平臺(tái)，能讓眾多的團(tuán)體可以在硬件、軟件及調(diào)校工作上進(jìn)行緊密合作。在過(guò)去幾年，芯片設(shè)計(jì)和制造服務(wù)，已經(jīng)成為IBM芯片部門(mén)的主要突破點(diǎn)之一。

看來(lái)我們還得在等一段時(shí)間，看看谷歌云是否將POWER9部署到它的公共IaaS中。如果是這樣，還有其他人會(huì)效仿嗎?

雖然開(kāi)源的RISC-V和POWER指令集看起來(lái)像通配符，但最終的通配符可能是其他x86-64服務(wù)器處理器設(shè)計(jì)。創(chuàng)建一個(gè)可行的x86服務(wù)器處理器所需的許多專(zhuān)利要么已經(jīng)過(guò)期，要么即將過(guò)期。AMD設(shè)計(jì)的AMD 64和Opteron處理器，距今已有20年了!英特爾的奔騰4和SSE指令集開(kāi)始于1998年，并在2000年底引入市場(chǎng)。

AMD在2003年春季推出了Opteron處理器架構(gòu)，采用的是Intel的Pentium 4 32位指令集、AMD 64位指令集擴(kuò)展和Intel的SSE2多媒體指令集擴(kuò)展。這一即將到期的知識(shí)產(chǎn)權(quán)組合將使新的市場(chǎng)進(jìn)入者能夠繞過(guò)Arm、RISC-V和POWER指令集面臨的軟件生態(tài)系統(tǒng)挑戰(zhàn)。(專(zhuān)利過(guò)期是基于專(zhuān)利申請(qǐng)的日期，通常是在產(chǎn)品發(fā)布之前很久。)

對(duì)于任何處理器指令集來(lái)說(shuō)，驗(yàn)證都是軟件生態(tài)系統(tǒng)增長(zhǎng)的最大驅(qū)動(dòng)力。所有聲稱(chēng)與指令集兼容的處理器，從操作框架和應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)的角度來(lái)看，實(shí)際上都必須是兼容的。AMD和Intel有著令人印象深刻的x86-64驗(yàn)證套件，但這主要是為了解決在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域30年來(lái)遺留的企業(yè)操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序兼容性問(wèn)題。云部署可能指定一個(gè)更輕量級(jí)的驗(yàn)證套件，這就降低了新加入的x86-64服務(wù)器處理器的門(mén)檻。

雖然現(xiàn)在還沒(méi)有公開(kāi)的跡象表明公司正在設(shè)計(jì)新的基于x86-64的處理器內(nèi)核，但是設(shè)計(jì)和驗(yàn)證一個(gè)新的服務(wù)器處理器內(nèi)核架構(gòu)大約需要三到四年的時(shí)間。這意味著無(wú)論是基于x86-64、Arm Aarch64、POWER9還是RISC-V，我們都應(yīng)該著手開(kāi)發(fā)2022-ish服務(wù)器處理器產(chǎn)品。

對(duì)于非x86-64指令集，構(gòu)建和維護(hù)具有競(jìng)爭(zhēng)力的軟件開(kāi)發(fā)和操作框架需要大量的資金。因此，追隨AMD的腳步似乎是個(gè)不錯(cuò)的策略，但它在x86-64軟件兼容性方面已經(jīng)足夠滿(mǎn)足一些主要的云提供商了。