長久以來,，服務器,、數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域一直是x86 CPU架構(gòu)的天下，但是隨著市場需求,、應用負載的多元化,，隨著云計算、邊緣計算,、高性能計算的不斷演進,，RISC－V、ARM等架構(gòu)也都迎來了新的爆發(fā)機遇,，尤其是ARM,，眾多巨頭紛紛參與，生態(tài)建設(shè)也是如火如荼,。
比如最近,，亞馬遜就發(fā)布了ARM架構(gòu)的64核心Graviton2，安晟培（Ampere）則推出了80核心的Altra?，F(xiàn)在,，Mavell（美滿電子）奉上了第三代ARM芯片“ThunderX3”。
Marvell的大名很多人可能不太熟悉,，但這家歷史悠久的半導體企業(yè)其實隨時都在你身邊,，比如機械硬盤主控，絕大部分都出自Marvell的手筆,，SSD主控也有豐富的產(chǎn)品,。
Marvell成立于1995年，總部位于美國加州圣克拉拉,，在美國,、以色列、印度,、德國,、中國都設(shè)有研發(fā)中心，全球員工超過5000人,，全球?qū)＠^1萬件,，2020財年收入27億美元，核心業(yè)務覆蓋存儲、網(wǎng)絡,、計算三大領(lǐng)域,，特別是擁有超過15年的高性能多核心CPU研發(fā)經(jīng)驗。
Mavell旗下?lián)碛型暾腃PU處理器產(chǎn)品線,，包括Armada,、Octeon TX、Octeon Fusion,、ThunderX四大系列,，尤其是已經(jīng)悄然成為全球最大的ARM服務器處理器供應商，應用范圍,、生態(tài)支持都獨步全球,，累計出貨量已突破1億顆。
2017年,，Marvell還以約60億美元的價格收購了美國無工廠半導體企業(yè)Cavium（凱為半導體）,，進一步增強了ARM平臺的設(shè)計能力。
既然有了成熟的x86,，為何要大力推廣ARM,？它有什么吸引整個行業(yè)的呢？
Marvell認為,，在架構(gòu),、工藝、性能,、能效,、生態(tài)等多個方面，ARM都展現(xiàn)出了更優(yōu)秀的品質(zhì),，雖然不會也不能全方位取代x86,，但是在部分特定領(lǐng)域，尤其是云計算,、高性能計算等,，已經(jīng)明顯超越x86。
架構(gòu)方面,，x86一直是一個架構(gòu)打天下,，從服務器數(shù)據(jù)中心到桌面筆記本消費級，都基于同一個架構(gòu)衍生不同的產(chǎn)品,，缺乏靈活性,，尤其是在并行處理方面，而且規(guī)模越做越大,，也導致成本,、功耗越來越無法滿足需求,。
工藝方面，Intel已經(jīng)失去了領(lǐng)導地位,，至強系列至今還是14nm,，AMD雖然走到了7nm，但又在架構(gòu)上“取巧”使用chiplet多芯片誰家,，導致內(nèi)存帶寬,、內(nèi)存延遲明顯不足，ARM方面則跟著臺積電一路走到了7nm,，并即將進入5nm,。
性能和能效方面，Marvell認為ARM架構(gòu)的單線程性能已經(jīng)是一流水準,，多線程和平臺性能更是遙遙領(lǐng)先，內(nèi)存帶寬,、延遲同樣優(yōu)秀,，而且功耗低、能效高,。
生態(tài)方面,，x86雖然歷史悠久，但負擔也很重,，比如考慮各種歷史甚至是消費級兼容性,，ARM則沒有過多拖累，架構(gòu)直接為服務器優(yōu)化而生,。
同時,，軟硬件行業(yè)對ARM的支持也越來越豐富，比如Marvell ThunderX2已經(jīng)被20多家終端客戶部署在大規(guī)模云計算,、高性能計算市場,，包括微軟Azure、HPE,、Cray,、Atos、洛斯阿拉莫斯國家實驗室,、桑迪亞國家實驗室,、勞倫斯利弗莫爾國家實驗室、橡樹嶺國家實驗室,、布里斯托大學,、萊徹斯特大學等等。
甚至,，Intel的一些軟硬件技術(shù)同樣支持ARM平臺,，NVIDIA,、AMD GPU同樣也支持。
接下來說說具體產(chǎn)品,。Marvell ThunderX系列嚴格遵循每兩年升級一代的路線圖,，ThunerX2系列誕生于2018年，而在今天的主角ThunerX3之后,，2022年還將看到ThunerX4,，工藝也是一路升級，28nm,、16nm,、7nm……
ThunerX3采用臺積電7nm DUV工藝制造，基于Marvell自主研發(fā)架構(gòu),，指令集兼容ARM v8．3＋,，最多96個核心，而且繼續(xù)支持4線程,，也就是最多384個線程,，是上一代的整整三倍，而且支持雙路并行,，此時單系統(tǒng)可提供128個核心,、768個線程。
同時,，頻率方面基準最高2．4GHz,，最高加速3．1GHz，比上代還提高了100MHz,。
新的內(nèi)核集成四個128－bit Neon SIMD單元,，就寬度而言等效于一個x86 AVX－512，從而大大提高了浮點性能,。Intel至強最高端型號兩個,，AMD霄龍則是每核心兩個256－bit SIMD單元，基本等效,。
內(nèi)存支持八通道DDR4,，頻率達3200MHz，并支持64條PCIe 4．0（16個控制器）,，比上代PCIe 3．0更進一步而且增加了8條通道,，未來還會隨著PCIe 5．0／6．0標準的演進而升級。
當然了,，企業(yè)級的RAS,、虛擬化這些都是必不可少的元素。
接下來說說性能,，當然都是來自Marvell官方的數(shù)據(jù),，而且具體性能表現(xiàn)取決于特定的工作負載,。
綜合性能方面，ThunderX3對比上代IPC（每時鐘周期指令數(shù)）性能提升超過25％,，基本可視為架構(gòu)本身的進步幅度,，而結(jié)合更高的運行頻率，單核心性能提升超過60％,，再加上大大增加的核心數(shù),，整體性能提升可以超過3倍！
對比x86雙雄,，ThunderX3的優(yōu)勢不在于絕對性能,，而是更好的能效，相比于AMD Rome二代霄龍可高出30％,，對比Intel二代可擴展至強更是領(lǐng)先多達1．2倍,。
ThunderX3并不貪大求全，主攻市場只有兩個,，一是云計算,，包括大數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫,、流媒體、Web,、搜索,、存儲、移動應用開發(fā),、手游等等,，其高度并行、豐富I／O,、超低延遲,、ARM原都是獨特優(yōu)勢。
性能方面,，單核心四線程可以帶來可觀的性能提升,，常見應用中最多可以提升達80％，特定負載下甚至能見到3－4倍的提升,。
對比AMD二代霄龍,、Intel二代可擴展至強，ThunderX3在云端也毫不示弱,，所服務的領(lǐng)域內(nèi)已經(jīng)全面勝出,，而且延遲更低，而且支持更多數(shù)量的虛擬機,。
第二個主攻方向就是高性能計算,，包括政府部門,、天氣預報、油氣勘探,、計算機輔助工程,、生物基因、電子設(shè)計自動化等,，高內(nèi)存帶寬,、高能效、高并行性的特點可以說非常適合,。
對比兩家x86方案,， ThunderX3在浮點、內(nèi)存帶寬指標以及量子化學,、計算流體動力學,、計算化學、矢量物理等應用方面,，都有著不俗的表現(xiàn),。
對于ThunderX3的市場前景，Marvell也是非常積極樂觀,，透露現(xiàn)在部署ThunderX2的超過20家客戶,，都在準備升級ThunderX3，而后續(xù)的ThunderX4還會繼續(xù)帶來大幅度的提升,。
中間的是上代ThunderX2