Cavium公司正致力於推動ARM SoC進入主流伺服器市場，期望藉由一系列利用多達48核心2.5GHz客製64位元ARM架構的28nm元件挑戰英特爾(Intel) Xeon x86 伺服器SoC。
Cavium公司在台北國際電腦展(Computex 2014)發佈針對雲端和資料中心打造的全新系列工作負載最佳化處理器—— ThunderX 。隨著富士康(Foxconn)與廣達(Quanta)等台灣業者打造的資料中心伺服器佔有率不斷提高，這一場每年在台灣舉辦的國際盛事顯得更形重要。
相較於英特爾 Xeon 處理器超過100W的功耗，內含多款乙太網路控制器與其他系統的 ThunderX SoC功耗約20-95W。此外，Cavium採用與其高階網路晶片中的相同處理器介面，實現了可連結96顆核心的雙插槽設計。
然而，Cavium並未透露該晶片的性能指標，僅表示將在今年年底前出樣多款 ThunderX 產品，預計明年初可實現量產，特別是由於多達70%的設計都採用其現有的晶片模組。
Thunder的進展可說是超越了所謂的微型伺服器市場。截至目前為止，大部份的ARM伺服器SoC瞄準的都是這種低功耗系統的概念，英特爾因而推出全新系列基於Atom的伺服器SoC。
「Cavium的確能將這款晶片定位於對決英特爾Xeon產品線核心，甚至還更能吸引到伺服器市場客戶，」The Linley Group公司首席分析師Linley Gwennap表示，「Xeon E5約佔英特爾伺服器業務的80%，因此，Cavium將直接衝擊伺服器市場心臟。」
AMD目前正出貨8核心ARM伺服器SoC，Applied Micro也推出了類似的元件。Marvell以其32位元Armada系列取得了一些早期設計訂單，但至今都還沒有廠商真正開始討論64位元計劃。
「我認為Cavium已遠遠超越了其他ARM合作夥伴的進展，」Gwennap指出，「博通[該公司在去年宣佈其計劃]有一款產品可達到相同的性能水準，但似乎還落後6-12個月，而且至今尚未發佈最終產品。」
博通在去年10月表示將推出以 FinFET 製程(預計會是14/16nm節點)打造具有4執行緒、4指令執行亂序核心的SoC。然而，該製程預計要到明年後才會廣泛用於代工廠，因此，預期博通公司將採取一貫等待時機成熟後再進入市場的策略。
對於ARM伺服器來說，目前仍處於發展早期。新創公司Calexda在追逐32位元SoC市場後已經在今年1月宣告歇業了。最近還有報導說三星暫緩了一項ARM伺服器計劃。但這家韓國巨擘已經聘用了好幾位來自AMD的伺服器處理器專家，而且可能在這一領域持續長期目標。
「對於ARM伺服器領域來說，我想今年應該還無法看到豐厚的利潤，甚至到了明年也還是發展的早期」Gwennap說，「也許要到2016年才能看到更多利潤，因為在基礎架構與軟體基礎的開發，還需要更多的時間。」
ThunderX系列內部揭密
ThunderX 是Cavium針對大型資料中心和雲端基礎架構等高效能伺服器與設備設計的第五代多核心處理器。此系列處理器可為運算、儲存、網路和安全運算市場提供工作負載最佳化的SKU設計。
CN87xx 在單一插槽配置中有8-16顆核心，並搭載兩個DDR3/4控制器、多個10GbE、SATAv3和PCIe Gen3介面。此系列是為冷儲存、分散式內容傳送、專屬主機、分散式記憶體快取和嵌入式與控制面等入門級應用提供成本與功率最佳化所設計。
此系列產品是以Cavium設計的高效率、全自訂處理器核心為基礎，採用28奈米製程並獲得ARM的架構授權。它能與ARMv8以及ARM的伺服器基礎系統架構(SBSA)標準完全相容，並同時為市場帶來了絕佳的增強功能，包括：
．第一款可擴充至48顆核心的ARM-based SoC，核心的最高頻率為2.5GHz
．利用Cavium的一致性處理器互連(CCPI)技術，這是第一款可實現雙插槽快取完全一致性的ARM-based SoC
．I/O頻寬為100Gps的整合式I/O容量
．最多四個72位元DDR3/4記憶體控制器，在雙插槽配置中可支援1TB?e量的2400 MHz記憶體
．數百個針對安全、儲存、網路和虛擬化應用的整合式硬體加速器
．基於標準的乙太網路架構，可在2D和3D配置中連結數千個ThunderX節點，並透過虛擬化網路的感知與政策實施，實現架構監測與SLA功能
．利用Cavium vSOC 技術，實現虛擬化目標?w?q虛擬機到I/O的低延遲完全系統虛擬化
．可為目標應用達到業界最佳的每瓦效能與每單位成本效能。
Cavium總裁暨執行長Syed Ali表示：「資料中心和雲端應用已為功率和成本效率的工作負載最佳化運算帶來龐大需求，這是產業界絕佳的破壞式創新機會。我們在資料中心相關技術和解決方案的策略性投資已超過十年， ThunderX 便是我們最佳的成果展現。 ThunderX 的先進核心最佳化、記憶體容量和整合式硬體加速器，能讓Cavium提供優異的工作負載最佳化、平衡和安全的雲端運算解決方案，以實現高效能和絕佳的可擴充性。?avium已作好萬全準備，?畯戽`具信心將成為能滿足未來最嚴苛雲端負載需求的首選晶片業者。」
ARM執行長Simon Segars表示：「ARM生態系統已全面擴展到雲端和資料中心基礎架構。ThunderX 是採用 ARMv8-A 架構的創新設計。結合ARM的伺服器基礎系統架構(Server Based System Architecture)標準，它將能加速工作負載最佳化ARM-based系統的部署，以及資料中心的創新移轉腳步。」
ThunderX工作負載最佳化SKU
藉由ThunderX 的推出，Cavium可提供業界最完整的ARMv8 SoC系列產品，這是第一次，資料中心和雲端業者能夠從矽晶一直到應用程式真正最佳化其部署與工作負載。
．ThunderX_CP：最多有48顆高效核心以及整合式vSoC、多重10/40 GbE和高記憶體頻寬。此SKU已針對私有和公共雲端網頁伺服器與內容傳送、網頁快取、以及社交媒體資料分析工作負載進行最佳化設計。
．ThunderX_ST：最多有48顆高效核心以及整合式vSoC、多個SATAv3控制器、10/40 GbE和PCIe Gen3埠、高記憶體頻寬、雙插槽一致性、橫向可擴充架構，以及縱向流量連接性。此系列包括資料保護/完整性/安全性硬體加速器、使用者到使用者有效資料移動(RoCE)，以及壓縮儲存。此SKU已針對Hadoop、區塊和物件儲存、分散式檔案儲存、以及熱/暖/冷儲存類型工作負載進行最佳化設計。
．Thunder_SC：最多有48顆高效核心以及整合式vSoC、10/40/100 GbE連接性、多個PCIe Gen3埠、高記憶體頻寬、雙插槽一致性、以及橫向可擴充架構和縱向流量連接性。硬體加速器包括Cavium領先的第四代NITROX和TurboDPI技術，可為IPSec、SSL、防毒、防惡意程式、防火牆和DPI提供加速作業。此SKU已針對安全網頁前端、安全設備和Cloud RAN類型工作負載進行最佳化設計。
Thunder_NT：最多有48顆高效核心以及整合式vSoC、10/40/100 GbE連接性、多個PCIe Gen3埠、高記憶體頻寬、雙插槽一致性、以及具備頻寬供應、QoS、流量管控和通道終止(tunnel termination)等豐富特性的可擴充性架構。硬體加速器包括高封包傳輸處理能力、網路虛擬化和資料監控。此SKU已針對媒體伺服器、橫向擴充式嵌入式應用和NFV類型工作負載進行最佳化設計。
Cavium副總裁暨資料中心處理器部門總經理Gopal Hegde表示：「Cavium運用其多個世代的世界級IP技術，開發出這款高度整合的SoC系列產品，我們相信，這已為下一代的資料中心部署，在效能、特性、功耗和成本等各方面都設立了新的標準。ThunderX 系列處理器是具備高度整合性的SoC，採取平衡架構與精密調適的全新設計概念，可提供最佳的應用程式級效能。」
ThunderX完備的軟體生態系統
Cavium致力於遵循業界標準，支援開放源技術開發，並策略性地擴展與績優軟體業者的夥伴關係。ThunderX擁有完備的韌體、Linux Kernel和作業系統、開發工具、雲端基礎架構和橫向擴充(scale out)應用程式支援，從採用的第一天起就能實現高效的機架級部署與應用程式最佳化。
Cavium與軟體生態系統的合作包括，成為UEFI論壇、以及OpenStack基金會、Linux基金會、Xen Advisory Board和Linaro等開放源與業界組織的成員。Cavium在上游Linux核心開發扮演重要角色，以確保所有ThunderX系列產品與產品特性符合標準，並支援各種Linux OS版本，包括Ubuntu、Fedora、openSUSE和MontaVista，並透過KVM和Xen支援高效、可擴充的虛擬化技術，以及完整支援GCC套件和Java等開發環境。以上這些軟體即日起已可支援ThunderX系列產品。
此外，Cavium亦與跨軟體生態系統的策略性商業夥伴展開直接合作，包括Hadoop、資料分析、網頁、橫向擴充式儲存的應用程式供應商。ThunderX系列處理器以及多種硬體參考平台將於2014年第四季初提供樣本。
資料來源:電子工程專輯
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