拥有“三高”的Ampere Altra系列128核原生处理器究竟“高”在哪儿？

单祥茹

今年3月份，Ampere发布了业内首款云原生处理器Ampere Altra，该处理器包含80个64位ARM处理器内核。时隔3个月，Ampere再次向业界披露了其云原生处理器系列产品的扩展成员Ampere Altra Max的初步信息，该产品的内核数增加到128个，凭借其独特的“三高”特性，为客户提供优化的高性能云计算处理器，实现单芯片整体性能以及机架内核部署密度的最大化。

实力如此强劲的Ampere实际上是一家成立不足三年的年轻公司，它的工程团队全部是拥有几十年的研发经验和众多云计算和半导体行业的专家，公司确立的目标也是“应云而生，专注于云的产品”。

“近年来，数据中心的架构发生了变化，其中也包括很多软件，大部分的变化都是针对云原生的变化。因此，未来的处理器必须具备一些特质才能满足这些云原生的需求。总体来看，未来云原生对处理器有三个比较明显的需求，一是可预测的高性能，二是高擴展性，三是高能效。”Ampere公司高级副总裁Jeff Wittich在最近举办的一场产品更新沟通会上表示。

那么，这款业界最新的128核云原生处理器Ampere Altra Max究竟“高”在哪里呢？

面向未来的“三高”云原生处理器

实际上，3月份推出的80核Ampere Altra就已经是当时业界内核数量最高的云原生处理器，芯片的核密度也达到了最高。图1是Jeff Wittich在沟通会上展示的Ampere公司收集的标准数据，从中可以看出，Ampere Altra系列处理器性能的高扩展性、单线程性能的稳定性非常明显。随着核数的不断增加，Ampere Altra处理器在性能上的扩展非常完美，性能的提升与核数的增加几乎呈线性关系。

工作负载逐渐转向云端乃大势所趋，预计到2023年有80%的工作负载将会迁移到容器（containers）和微服务（microservices）上面，这种转变对单核可预测性能、内核密度，以及单核的功效有了更高的要求。Jeff Wittich认为，这种趋势在未来还会不断加速。Ampere公司在80核处理器产品基础之上，再次发布了128核云原生处理器产品，也是基于对未来的这种预判。“很显然，在云环境下，128核Ampere Altra Max处理器的优势非常明显。随着用户的增加，新用户上云之后依然能够享受到处理器的高性能，不会出现任何衰减，是名副其实的面向未来的高性能、高扩展性、高能效的‘三高处理器。与此相对应的是，AMD EPYC和Intel Xeon两款产品在可扩展性上则逊色不少，随着内核、线程数量的增加，它们的性能没有得到同样幅度的增加。”Jeff Wittich表示。

丰富的产品系列满足多样性应用需求

根据Jeff Wittich的介绍，为优化在特定工作负载下的性能、满足不同客户需求，Ampere的云原生处理器系列推出了80核以及128核的产品。拥有128个内核的Ampere Altra Max与拥有80个内核的Ampere Altra处理器插槽兼容。这就意味着客户开发平台即可用于Ampere Altra，同样也可以用于Ampere Altra系列的其他产品，包括Altra Max。

由于云端工作流的多样性，客户总是希望找到一个更合适的解决方案。今年四季度可提供样品的Ampere Altra Max不会取代Ampere Altra，Ampere Altra将会持续使用。具体到如何选择一款合适的处理器产品，Jeff Wittich表示，有些应用特别强调I/O外部连接和内存，类似于这种应用，Ampere Altra就会是一个非常适合的处理器。而对于那些扩展性非常强、工作负载密度非常高、性能要求很高，并且对功耗也有极高要求的工作负载类型，高核数的Ampere Altra Max处理器将是最佳选择，它的性能优势将特别明显。

Jeff Wittich还特别强调，Ampere的设计理念就是让云服务商和ODM的应用更加易于实现，这也是Ampere公司在做产品规划和设计时一个隐藏的理念。公司的每一个品类都支持两个插槽，都有同样的I/O扩展性，也就是拥有同样容量的内存和带宽。目前，Ampere共有11个品类的系列产品（图2），云和ODM客户可以根据他们的应用类型、TDP的偏好进行选择。

既然Ampere的性能已经如此出色，那么，哪些应用还会需要采用NVIDIA的GPU做加速呢？Jeff Wittich表示：“我们的处理器产品虽然在性能上有非常大的优势，但仍有一些APP会在我们的Ampere Altra平台上使用 GPU加速。比如图像应用，特别是在安卓云以及云上会更多地选择采用NVIDIA的GPU加速。我们与NVIDIA保持着非常好的合作，这对于一些软件方面的优化非常重要。另外，我们的处理器有很多PCIe通道，这个对于上述的应用是非常理想的一个平台，或者非常理想的一个优势。Ampere Altra系列提供了解决各种工作负载的灵活性，并且Ampere正在与生态系统中的伙伴合作，以满足客户的特定需求。目前，一些客户已经开始提供基于Ampere Altra的平台。”

另据Jeff Wittich介绍，在产品发展上，Ampere将保持每年一代的产品节奏。公司近期已经完成了用于内部验证的5nm测试芯片的流片，以实现每年提供新产品节奏的承诺。