“云原生”一詞很常見(jiàn)，一開(kāi)始，最常見(jiàn)的詞組是“云原生架構(gòu)”，后來(lái)很多技術(shù)類(lèi)別前面都加上了“云原生”一詞，比如，云原生存儲(chǔ)、云原生數(shù)據(jù)庫(kù)、云原生網(wǎng)絡(luò)……

“云原生”沒(méi)有清晰的定義，但有非常明顯的特征：它指誕生自公有云或者在公有云上發(fā)揚(yáng)光大的一類(lèi)技術(shù)和實(shí)踐。

云原生處理器是這幾年才有的叫法，最開(kāi)始我誤以為是跟容器云原生有關(guān)。其實(shí)，云原生處理器的概念是由Ampere首次提出，在2020年3月份發(fā)布全球第一款云原生處理器Ampere Altra時(shí)。

Ampere 80核的Ampere Alta和128核的Ampere Alta Max也能實(shí)現(xiàn)顯著的降本增效。在基于A(yíng)mpere Altra騰訊云SR1實(shí)例上，對(duì)NGINX、Redis、MySQL三種Web應(yīng)用程序中的關(guān)鍵工作負(fù)載進(jìn)行測(cè)試，所展現(xiàn)的性?xún)r(jià)比與基于x86架構(gòu)的S6云實(shí)例對(duì)比有平均50%以上的提升（數(shù)據(jù)來(lái)源）。

Ampere更清楚地展示了多核心的優(yōu)勢(shì)，隨工作負(fù)載的實(shí)例數(shù)量（即運(yùn)行的線(xiàn)程數(shù)）增長(zhǎng)性能也表現(xiàn)出了近乎線(xiàn)性的增長(zhǎng)，主頻可以達(dá)到3.0GHz以上，而x86在運(yùn)行的實(shí)例數(shù)量（即運(yùn)行的線(xiàn)程數(shù)）增長(zhǎng)到一定程度后，再增加核數(shù)的提升則非常有限。

這是Ampere Computing產(chǎn)品市場(chǎng)總監(jiān)孫開(kāi)本在2022 OCP China上分享的一張圖，測(cè)試運(yùn)行的是Encoding編碼工作負(fù)載，橫坐標(biāo)是并發(fā)的編碼任務(wù)數(shù)，代表的是使用的線(xiàn)程數(shù)，縱坐標(biāo)是性能數(shù)據(jù)。隨著任務(wù)數(shù)的增加，性能增長(zhǎng)的趨勢(shì)有比較大的區(qū)別。

另外一張圖展示的是Ampere Altra Max的性能可預(yù)測(cè)性，也可以說(shuō)是性能的穩(wěn)定性。

上圖測(cè)試跑的是Redis工作負(fù)載，在運(yùn)行Redis負(fù)載的同時(shí)，定期間隔性地插入其他工作負(fù)載，隨著負(fù)載的加入和完成，觀(guān)察主工作負(fù)載的性能變化。如圖所示，Ampere Altra Max的上運(yùn)行的Redis性能幾乎沒(méi)有變化，而x86的性能抖動(dòng)則非常明顯。

孫開(kāi)本在演講中表示，主要原因有兩點(diǎn)，一個(gè)是單核單線(xiàn)程的設(shè)計(jì)，另一個(gè)得益于優(yōu)秀的功耗控制。

SPEC測(cè)試：Ampere處理器實(shí)際功耗低于TDP，從而能使主頻穩(wěn)定

大致原理上，單核單線(xiàn)程的設(shè)計(jì)減少了核心之間的相互干擾，既有助于性能穩(wěn)定，也有助于讓性能隨著核數(shù)的增長(zhǎng)而增長(zhǎng)。同時(shí)，在功耗控制方面的優(yōu)勢(shì)，Ampere 不僅能讓所有運(yùn)行的內(nèi)核保持一致的最大主頻，從而提升穩(wěn)定性，而且還使得堆更多核心成為可能。

功耗是芯片設(shè)計(jì)的重要考量因素，Ampere處理器主頻相對(duì)較低，波動(dòng)范圍也很小，方便控制功耗，為了性能穩(wěn)定，甚至能保持在一定的主頻保持不動(dòng)，不用擔(dān)心撞到功耗墻而降頻造成性能抖動(dòng)。

當(dāng)然，x86也可以關(guān)掉超線(xiàn)程技術(shù)，把頻率鎖在較低的水平，以此來(lái)提供更穩(wěn)定的性能表現(xiàn)。雖然此時(shí)x86的單核性能更強(qiáng)，但由于核數(shù)太少，整體性能表現(xiàn)還未可知，況且，這種做法無(wú)異于自廢多年修煉來(lái)的武功，目前想這么用x86處理器的用戶(hù)應(yīng)該只能是少數(shù)。而且對(duì)于云服務(wù)提供商來(lái)說(shuō)，關(guān)掉超線(xiàn)程就意味著同一平臺(tái)可售賣(mài)的核數(shù)減半，經(jīng)濟(jì)效益將大打折扣，很不劃算。

總之，單核提供單線(xiàn)程加上功耗優(yōu)勢(shì)，Ampere就有了更穩(wěn)定的性能表現(xiàn)，更線(xiàn)性的性能增長(zhǎng)表現(xiàn)，而這，正是公有云廠(chǎng)商所需要的：

一方面，公有云希望用創(chuàng)新技術(shù)來(lái)降本增效。

Ampere的核數(shù)優(yōu)勢(shì)使得云數(shù)據(jù)中心的計(jì)算密度大大提升，節(jié)省數(shù)據(jù)中心的空間成本。同時(shí)，能用單臺(tái)設(shè)備能提供更多實(shí)例，服務(wù)于更多用戶(hù)。最終，降本增效的成果最后也會(huì)讓用戶(hù)受益。目前，通過(guò)使用基于A(yíng)mpere Altra的云實(shí)例（阿里云c6r），國(guó)內(nèi)可觀(guān)測(cè)解決方案提供商觀(guān)測(cè)云也實(shí)現(xiàn)了40%的性?xún)r(jià)比提升。

另一方面，公有云希望給用戶(hù)提供更好的使用體驗(yàn)。

很多用戶(hù)擔(dān)心“嘈雜鄰居”問(wèn)題影響性能表現(xiàn)，而Ampere方案的性能是能在所有時(shí)刻保持一個(gè)穩(wěn)定的表現(xiàn)，讓云服務(wù)商提供始終如一的穩(wěn)定服務(wù)，避免性能抖動(dòng)影響業(yè)務(wù)。

以上，就是我看到的云廠(chǎng)商為什么會(huì)選擇Arm服務(wù)器的主要原因。

OCP China Day 2022活動(dòng)主題就有“綠色”這一關(guān)鍵詞，數(shù)據(jù)中心作為全球用電大戶(hù)，在綠色低碳方面的工作也非常重要，Arm在低功耗方面的優(yōu)勢(shì)也有助于數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)低碳目標(biāo)，這也會(huì)是數(shù)據(jù)中心采用Arm服務(wù)器的一大推動(dòng)因素。

如今，Arm的應(yīng)用生態(tài)取得了許多進(jìn)展。

目前，Ampere的第三方處理器被Oracle、谷歌云、騰訊云、微軟Azure、阿里云等各大公有云廠(chǎng)商所采用。這些頭部廠(chǎng)商的帶動(dòng)不僅將加速生態(tài)的發(fā)展，也讓Arm服務(wù)器CPU的市場(chǎng)份額出現(xiàn)快速的增長(zhǎng)。根據(jù)研究公司Omdia的數(shù)據(jù)顯示，今年第二季度全球服務(wù)器出貨量為 340 萬(wàn)臺(tái)，其中Arm架構(gòu)達(dá)到了創(chuàng)紀(jì)錄的 7.1%，份額同比增長(zhǎng)了 48%。

此外，浪潮、超微、HPE、緯穎、技嘉等服務(wù)器廠(chǎng)商也都推出了服務(wù)器硬件，既服務(wù)于超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)，也能服務(wù)于企業(yè)用戶(hù)。

Ampere官網(wǎng)上列舉了Ampere支持的六大類(lèi)場(chǎng)景，包括：各種常見(jiàn)的機(jī)器學(xué)習(xí)框架，支持Arm的老本行（云手機(jī)、IoT、自動(dòng)駕駛）、大數(shù)據(jù)分析工作負(fù)載、云原生應(yīng)用負(fù)載、云存儲(chǔ)和Web服務(wù)。

其中，云存儲(chǔ)部分的相對(duì)較少，目前只顯示了Ceph。而云原生應(yīng)用負(fù)載部分則非常豐富，官網(wǎng)上列舉了很多，在DockerHub上能看到4943個(gè)鏡像，數(shù)量上大約是x86的三分之一，目之所及的各種常用鏡像都有了。

今年五月份，Ampere公布了下一代處理器AmpereOne的規(guī)劃，將采用5nm制程工藝，支持PCIe 5.0和DDR5，將采用定制的內(nèi)核，從而有更多靈活的設(shè)計(jì)空間。Ampere還表示，未來(lái)將保持每年一代產(chǎn)品的更新節(jié)奏。

前不久HPE發(fā)布的ProLiant RL300就是單路服務(wù)器，但在OCP China Day 2022活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)，Ampere的展臺(tái)上放置了兩臺(tái)服務(wù)器全都是雙路服務(wù)器，雙路至少可以提供160核。

一臺(tái)是浪潮采用Ampere處理器的雙路服務(wù)器NF5080R6（“R”大概就是Arm的意思）。另一臺(tái)則是開(kāi)源的Mt.Jade服務(wù)器，它是由Ampere貢獻(xiàn)給OCP的開(kāi)源服務(wù)器，任何人都可以下載設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行制造和使用。

有專(zhuān)家表示，這是中國(guó)用戶(hù)的采購(gòu)習(xí)慣所致，未來(lái)可能會(huì)有所改觀(guān)。

審核編輯 ：李倩