X86架構(gòu)與ARM架構(gòu)區(qū)別

雖然Intel的ATOM系列芯片已經(jīng)在功耗和性能等方面有了極大地提高，但是隨著諸如iPad，iPhone和Windows7CTP的推出，使的在云客戶端方面，ARM結(jié)構(gòu)已經(jīng)獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷了，而且其更開始涉足后臺(tái)的云計(jì)算中心。本文將通過介紹ARM架構(gòu)在效勞器領(lǐng)域的一些新的動(dòng)態(tài)和其它方面的信息，來深入探討ARM結(jié)構(gòu)是否能在今后替代X86架構(gòu)?在現(xiàn)有的云計(jì)算中心中，X86架構(gòu)可謂事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)槠湓趦r(jià)格和支持軟件這兩個(gè)方面，都已經(jīng)大大地領(lǐng)先了過去的兩大效勞器王者小型機(jī)和大型機(jī)。但ARM架構(gòu)身為一個(gè)后來者，是如何能和已經(jīng)占據(jù)壟斷地位的X86架構(gòu)競(jìng)爭(zhēng)的呢?這不得不提一下，ARM架構(gòu)的兩個(gè)最大的優(yōu)點(diǎn)：其一是價(jià)格低，其二是能耗低。也就是說ARM架構(gòu)在價(jià)格和性能之比與能耗和性能之比這兩方面非常出眾，而且價(jià)格和能耗也是構(gòu)建一個(gè)云計(jì)算中心非常重要的兩個(gè)因素，因?yàn)樵谝粋€(gè)云計(jì)算中心中會(huì)有海量的效勞器，由于其巨大的規(guī)模，使其不管在效勞器的購(gòu)置本錢，還是在能耗方面，都開支很大。接下來將首先介紹一下ARM架構(gòu)的在效勞器領(lǐng)域的一些開展?，F(xiàn)有的ARM架構(gòu)在效勞器領(lǐng)域的解決方案MarvellMarvell自從收購(gòu)Intel的XScaleARM工程之后，已經(jīng)在ARM架構(gòu)方面投入重金，而且擁有數(shù)千名相關(guān)的工程師，并在今年推出了基于ARMCortex-A9架構(gòu)和臺(tái)積電40nm制程的四核芯片，并在主頻方面到達(dá)2GHz，且功耗也不到1W。在性能方面，這款芯片在相同功耗的情況下性能是Atom芯片的5倍。在價(jià)格方面，這個(gè)芯片的批發(fā)價(jià)只需15美元，遠(yuǎn)低于需要數(shù)百美元的Xeon芯片。下面是兩張圖分別是四核ARM芯片架構(gòu)圖和ARM芯片和ATOM芯片在性能上比擬?！鴪D1.四核ARM芯片架構(gòu)圖▲圖2.ARM芯片的BenchmarkDell在2023年，Dell已經(jīng)推出了基于威盛Nano芯片的低功耗XS11-VX8效勞器，其體積相當(dāng)于一塊3.5英寸的硬盤，而且在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)2U機(jī)箱內(nèi)放置12臺(tái)這樣的效勞器，單效勞器的滿載功耗在30瓦以內(nèi)，并在近兩年內(nèi)出貨5000多套類似的系統(tǒng)。而Dell的低功耗方面下一步就是對(duì)基于ARMCortexA9架構(gòu)的多核心芯片進(jìn)行測(cè)試，并希望能在這方面有所突破。ARM架構(gòu)在效勞器領(lǐng)域的缺乏雖然上面的例子很沖動(dòng)人心，但是ARM還是在很多方面存在缺乏：軟件方面：雖然Linux系統(tǒng)已經(jīng)能在ARM架構(gòu)上完美的運(yùn)行起來，但是在所支持程序的數(shù)量上面，和X86架構(gòu)相比，差距還是很大的，特別是無法很好地支持中小企業(yè)常用的WindowsServer系列。內(nèi)存方面：由于現(xiàn)有的ARM架構(gòu)對(duì)大容量的內(nèi)存支持不佳，一般很難看到能支持2G以上內(nèi)存的ARM芯片，更別說效勞器方面常見的4G以上內(nèi)存。設(shè)計(jì)方面：在這方面，著名云計(jì)算專家JamesHamilton認(rèn)為，雖然ARM架構(gòu)在ATOM芯片不支持ECC內(nèi)存方面有不錯(cuò)的支持，但是在芯片層不支持一致性緩存(CacheConherent)并缺少一個(gè)優(yōu)秀的內(nèi)存控制器，使的ARM芯片無法像最新的Nehalem芯片那樣近乎完美的應(yīng)對(duì)基于效勞器的應(yīng)用。適合的場(chǎng)景基于現(xiàn)階段的ARM架構(gòu)，ARM架構(gòu)在適合場(chǎng)景方面有一個(gè)非常重要的特色，就是對(duì)那些能被精細(xì)切分的應(yīng)用支持非常好，比方WebHosting等，但對(duì)那些能夠被對(duì)本地資源(比方CPU，內(nèi)存和I/O)需要非常強(qiáng)烈的應(yīng)用支持不是很好，最明顯的例子就是數(shù)據(jù)庫(kù)。下面是兩個(gè)比擬適合的場(chǎng)景：簡(jiǎn)單的WebHosting：比方ARM的官方站點(diǎn)就是使用基于MarvellMV78100SOC的ARM效勞器，加上在軟件方面常見的Debian和Ngnix組合能非常好地支撐其官方站點(diǎn)的運(yùn)行。靜止存儲(chǔ)(Verycoldstorage)：也就是存儲(chǔ)那些很少被讀取數(shù)據(jù)。因?yàn)檫\(yùn)行這種應(yīng)用的效勞器最關(guān)鍵的因素是硬盤的大小，而且對(duì)CPU和內(nèi)存這兩方面的要求比擬低，所以通過引入ARM架構(gòu)將在不影響性能的情況下，降低用于負(fù)載靜止存儲(chǔ)的效勞器的本錢和功耗?？傮w而言，對(duì)普通企業(yè)用戶而言，由于引入ARM架構(gòu)會(huì)對(duì)其本身的IT環(huán)