学号：1600030022 姓名：张俊杰
【嵌牛导读】：ARM这个在几年前很少被提及的微处理器厂商，如今随着智能手机和平板等终端设备的发展也有了叫板英特尔的资本。甚至在芯片销售量方面远远超过英特尔。在Windows 8系统上与英特尔的正面交锋则宣告了其进军PC和服务器处理器开始。3月8日，据彭博社报道，微软正在测试搭载高通公司基于ARM架构处理器的服务器来运行其Azure云系统。虽然它们还没有为客户提供任何服务，但将来在机器学习、大数据分析和存储等方面必定大有用途。
【嵌牛鼻子】：ARM，云服务器，英特尔，SOC
【嵌牛提问】：与英特尔相比ARM处理器的优势有哪些？ARM未来将会被应用到哪些领域？
【嵌牛正文】：
“WinTel”这个数年来看起来牢不可破的阵营被ARM打破，主要是由于ARM的功耗要远远低于后者，而且从当前市场来看，ARM处理器的价格也要远低于英特尔处理器。更重要的是当前市场上手机、智能手机和平板电脑中几乎采用的全是ARM处理器，销售数量甚至是ARM处理器与英特尔处理器之比几乎达到了4：1。
ARM的“野心”并不是仅PC端，在微软宣布Windows 8操作系统支持ARM系统仅仅几个月后，也就是2012年7月10，英国IT供应商Boston宣布推出基于ARM架构的新型服务器“Viridis”，并将于几周内开始出货，ARM服务器新时代也将由此开启，拉开了服务器领域与英特尔对抗的序幕!
其实早在2011年，Calxeda公司就向ARM抛出橄榄枝，宣布将会合作设计一款四核心ARM Cortex A9处理器。这与ARM之前宣传的服务器处理器架构非常类似，产品也主打超低功耗多核心应用。并且可以在2U机架空间内部署120颗处理器，总计480个核心，每颗处理器加相应内存功耗仅为5W，每颗核心只有1W左右。
而在宣布合作后不久，美国厂商Calxeda就发布了业界第一款基于ARM架构、专门面向服务器应用的处理器“EnrgyCore ECX-1000”。
EnrgyCore ECX-1000
EnrgyCore ECX-1000处理器采用的是高度集成的SoC片上系统设计，能够同时拥有最多四个ARM Cortex-A9处理器核心，主频在1.1-1.4GHz之间，每核心32KB一级指令缓存、32KB一级数据缓存，所有核心共享4MB ECC二级缓存，整合浮点单元并支持NENO、TrustZone技术，而且每个核心都有独立的供电域以降低整体功耗，最低仅1.5W。
每颗处理器加相应内存功耗仅为5W，该处理器整合了一个72-bit ECC DDR内存控制器，支持32位物理寻址和800/1066/1333MHz频率的DDR3 1.5V、DDR3L 1.35V内存条，可选单双Bank。
SoC片上系统设计解析：
处理器中还有四个PCI-E 2.0和一个PCI-E 1.0控制器，支持最多两条PCI-E x8通道和最多四条PCI-E x1/x2/x4通道;SATA控制器支持最多五个SATA/eSATA 3Gbps硬盘;存储卡控制器支持SD 3.0、MMC/eMMC 1.4版标准规范，读写速度最高分别可达416Mbps、832Mbps。
管理引擎方面，有专门的系统管理的嵌入式处理器和用于频带外通信的以太网MAC，支持动态负载保护的高级电源管理，支持IPMI 2.0、DCMI管理协议，可通过Serial-over-LAN(SOL)进行远程管理，让管理轻松方便，快捷!
集成多种功能：
除此之外，这颗处理器还首次集成了80Gb(10Gb×8)交叉光纤切换并支持直通交通(through-traffic)，并且可以提供五个10Gb外部通道和三个10Gb内部通道，最多能连接4096个节点，而且还支持动态连接速度控制，1-10Gb任意配置，网络优先级技术则能保证即使节点断电也可维持网络通常。保证服务器响应速度。
除了处理器，Calxeda还提供了一套四节点参考设计方案“EnergyCard”，采用半高式扩展卡的方式，长度254毫米、高度69毫米，可以轻松放入2U服务器，并通过两个电气边缘接口负责供电、SATA传输和光纤网络传输。
其上最多能够拥有四颗EnrgyCore ECX-1000处理器;四条mini-DIMM内存插槽，每处理器一条，最大容量16GB;十六个SATA 3Gbps存储接口，每处理器四个。扩展能力出色。
可以说以前的服务器，如今只是一条“服务器卡片”，加上ECC内存和大容量固态硬盘，整体功耗最低可以做到仅仅5W，典型状态下也不过25W，无需主动散热，只要单路12V电源输入即可满足。可以说功耗方面非常低。
ARM服务器处理器的发布，揭开了围绕人们多时的迷雾，于是人么开始把关注点移到ARM服务器上面，虽然ARM与惠普、戴尔合作密切，但是真正ARM服务器一直在测试阶段，并没有推出代表性的产品。而最近英国IT供应商Boston推出基于ARM架构的新型服务器“Viridis”，并表示将于几周内开始出货，可以说是ARM的的一个新时代的开启。
Viridis服务器：Viridis单词是一个演变自“Green”(绿色)的拉丁词汇，以之命名自然是凸显服务器的低功耗、高能效特点。面对以性能见长的x86，这必然会成为ARM系的关键利器。挑战Intel最大的武器。
此款服务器采用的是ARM SoC处理器“EnrgyCore ECX-1000”，此款处理器主频为1.4GHz，属于高频版，每颗包含四个Cortex-A9核心，一个标准2U机架内可配置最多48颗，乘以4后最多高达192个核心。
集成“服务器条”：
每台2U机架式服务器内有十二块高密度集成板，每一块都有四颗处理器、四条4GB DDR3 miniDIMM内存插槽、四个SATA接口(参考方案十六个)，另外还增加了一个类似PCI-E扩展卡的辅助PCB，通过10Gbps以太网连接与主板互联。
低功耗是此款服务器的最大特色，单颗处理器的热设计功耗最高仅有5W，整个2U服务器下来也仅仅300W，仅相当于一台普通的PC机的功耗，这是x86服务器难以匹敌的。
服务器正面：
不过对于ARM架构来说，能在服务器上使用的操作系统和软件都很有限。Windows Server暂时不要想了，Windows 8暂时仅在消费级领域支持ARM。推荐的是Canonical Ubuntu 12.10、Red Hat Fedora 17，并表示Perl、Python、MySQL等流行软件也支持，但优化程度还有待观察。
服务器整体结构：
性能方面，根据Calxeda发布的测试数据，EnergyCore ECX-1000性能仍然不及至强E3-1240处理器，但总体来看其性能已经可以与中低端X86处理器相提并论。当然，其核心优势就在于其超低的功耗。
微软选择ARM处理器的首要原因就是ARM处理器便宜，而且能源消耗较低。这就会降低微软的云服务器的价格，带来更高的性价比，自然也就会吸引更多客户。
虽然尚不清楚微软会采购多少ARM的芯片，但据微软Azure云部门副总裁Jason Zander透露，微软已经对其合作伙伴做出了“重大的承诺”。同时，微软还对服务器设计制定了开源的策略，也就意味着其可以被其他云服务器厂商采用，从而进一步降低云服务器的价格，形成一个良性循环。
而高通数据中心的产品主管Ram Peddibhotla也提到，“我们与微软的合作是长期而多方面的。”
而对于ARM来说，已经在移动处理器市场占据了主导地位，尤其是以能耗低而闻名。但他们却还将触角伸向了超级计算机领域，这就明显触及了英特尔的利益。ARM专门为超级计算开发了设计了新的芯片架构，富士通当即宣布将使用该芯片制造一个名为Project-K的超级计算机。
随着技术的不断成熟，ARM可以说是处理器市场Intel最大的竞争对手。
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