智能機(jī)芯片將取代X86處理器占領(lǐng)超級(jí)計(jì)算機(jī)市場(chǎng)

 西班牙一研究小組近日發(fā)表論文稱，未來(lái)智能手機(jī)芯片可能取代較昂貴且高耗能的X86處理器，用于多數(shù)國(guó)際主流超級(jí)計(jì)算機(jī)中。

規(guī)律：性價(jià)比高者獲勝

研究人員列舉了低價(jià)芯片激發(fā)出高性能系統(tǒng)中更快速但價(jià)位更高處理器的歷史。1993年，全球最快超級(jí)計(jì)算機(jī)的前500強(qiáng)榜單主要由矢量處理器所占據(jù)。但之后他們被較為低價(jià)的RISC處理器趕超，比如IBM的POWER芯片，早在過(guò)去十年其在超級(jí)計(jì)算機(jī)中的使用已達(dá)到頂峰。

后來(lái)，RISC芯片接著又被更低價(jià)的通用處理器如英特爾Xeon及高級(jí)微設(shè)備“皓龍?zhí)幚砥?rdquo;所取代。如今全球前500強(qiáng)超級(jí)計(jì)算機(jī)中，超過(guò)400款計(jì)算機(jī)都在使用這兩種處理器。

“在這一歷史中，可以看到一個(gè)普遍趨勢(shì)。”研究人員表示，“微處理器之所以淘汰矢量處理器，是因?yàn)楦鼮楸阋饲揖G色節(jié)能。而移動(dòng)處理器在運(yùn)行速度方面并沒(méi)有快多少，卻絕對(duì)夠廉價(jià)。”

移動(dòng)處理器或擊敗業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)處理器

現(xiàn)狀：降耗需求不斷攀升

如今基于ARM設(shè)計(jì)的低功耗芯片已用于大部分智能手機(jī)和平板電腦中。而英特爾憑借其Atom處理器還只取得了有限的成功，實(shí)際上該系列處理器原本是設(shè)計(jì)用于上網(wǎng)本，且仍舊基于X86架構(gòu)。

然而，在更多企業(yè)期望降低數(shù)據(jù)中心能耗的需求下，業(yè)界將移動(dòng)處理器用于服務(wù)器的頻率越來(lái)越高。智能手機(jī)芯片適合一些包含大量小額交易的工作負(fù)載，比如頻繁搜索與處理社交偏好。

強(qiáng)大如Xeon及Opteron的芯片，被視為最適用于高性能表現(xiàn)的軟件，如大型數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用程序，以及ERP(企業(yè)資源規(guī)劃)系統(tǒng)。

據(jù)了解，巴塞羅那超級(jí)計(jì)算中心(BSC)的其中一大目標(biāo)，就是構(gòu)建一個(gè)可以幫助改善效能與耗電比的原型系統(tǒng)。該組織由西班牙政府和歐盟聯(lián)合出資成立，目前已搭建了基于英偉達(dá)四核Tegra3芯片的服務(wù)器，而Tegra3使用了ARM Cortex-A9的處理器設(shè)計(jì)。此外，BSC還搭建了基于三星雙核Exynos 5的服務(wù)器，Exynos 5使用了更快的Cortex-A15處理器。

競(jìng)賽：ARM與英特爾

BSC之所以對(duì)智能手機(jī)芯片有如此預(yù)測(cè)，是基于歷史上多項(xiàng)基準(zhǔn)測(cè)試結(jié)果。該組織比較了三星的1.7GHz雙核Exynos 5250、英偉達(dá)的1.3GHz四核Tegra 3，以及英特爾的2.4GHz四核Core i7-2760QM(該產(chǎn)品更像一款桌面芯片，而非一款服務(wù)器芯片)

單核性能基準(zhǔn)比拼：ARM VS英特爾

研究員發(fā)現(xiàn)，ARM處理器在單核性能上比英特爾處理器更高效節(jié)能，而且ARM芯片可以在HPC(高性能計(jì)算)環(huán)境中有效地規(guī)模化?；诙嗪说腁RM芯片與英特爾X86芯片在同一時(shí)鐘頻率下，表現(xiàn)出相同的高效性。但是英特爾在高性能表現(xiàn)水平上更高效。

兩種ARM芯片的戰(zhàn)爭(zhēng)中，英偉達(dá)Tegra3芯片曾被拿來(lái)與三星Exynos 5250比較。但Exynos 5250在單核表現(xiàn)性能上，比Tegra3快1.7倍。

趨勢(shì)：激烈競(jìng)爭(zhēng)拉低價(jià)格

此前，惠普曾發(fā)布過(guò)基于英特爾低功耗Atom服務(wù)器芯片的Moonshot服務(wù)器。而由Calxeda和TI提供的ARM處理器預(yù)計(jì)也將被用于未來(lái)的Moonshot系統(tǒng)。同時(shí)戴爾也已建立ARM服務(wù)器模型，目前正在考慮使用超級(jí)計(jì)算機(jī)中的低功耗芯片。

但BSC研究員也指出，ARM設(shè)計(jì)中的缺陷，可能會(huì)阻礙其在服務(wù)器中的使用。如今的ARM芯片是32位設(shè)計(jì)，這意味著大部分可用內(nèi)存是有限的。同時(shí)，他們?nèi)狈m錯(cuò)技術(shù)，沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)負(fù)載芯片，不能使用標(biāo)準(zhǔn)I/O接口。

不過(guò)似乎ARM已有此意識(shí)，去年10月底，ARM發(fā)布了一款64位處理器，而Calxeda、AMD和AppliedMicro等芯片廠商，預(yù)計(jì)也將出貨擁有I/O陣列和網(wǎng)路功能的64位ARM芯片組。

“隨著ARM服務(wù)器的市場(chǎng)發(fā)展，諸多技術(shù)挑戰(zhàn)將會(huì)被解決。”BSC研究員表示，“更加激烈的競(jìng)爭(zhēng)將拉低市場(chǎng)價(jià)格。”