服务器群雄逐“芯”Intel能否笑到最后?
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第1页:服务器CPU市场战火不断
众所周知,CPU是决定性能的核心部件,也是整个系统高效的保证。其负责整个系统指令的执行、数学与逻辑的运算数据的存储与传送以及对内对外输入/输出的控制。而在这个核心部件服务器市场领域里,人们最为熟悉的两个品牌无疑是Intel和AMD,他们在处理器市场的强势地位似乎无人能撼动。
而提起服务器CPU,大家可能立刻想起的是Intel至强系列和AMD皓龙系列产品,这两大芯片巨头的服务器CPU占领了几乎整个服务器CPU市场。然而在服务器CPU市场,并不仅有这两个公司在为服务器CPU的发展做贡献,IBM,SUN等都有自己的CPU生产渠道,而我国龙芯CPU也支撑着国产CPU的一片天。
下面来给大家一一介绍在服务器CPU历史长河中出现的或者推动CPU发展的企业,以便大家更好的了解服务器CPU市场。
第2页:服务器CPU市场的霸主Intel
服务器CPU市场的霸主Intel
提起CPU,就不得不提Intel公司,Intel是生产X86架构服务器CPU的老大哥,它占有80%多的市场份额,Intel生产的服务器CPU就成了事实上的x86CPU技术规范和标准。
早在1995年秋天,英特尔就发布了面向服务器应用的Pentium Pro处理器。当时初步占据了一部分CPU市场的Intel并没有被成就所迷惑,在其他公司还在不断追赶自己的奔腾之际,推出了最新一代的第六代X86系列CPU P6。上市后P6有了一个非常响亮的名字Pentimu Pro。Pentimu Pro的内部含有高达550万个的晶体管,内部时钟频率为133MHZ,处理速度几乎是100MHz的Pentium的2倍。
Intel Xeon 5600
可以说Pentium PRO(高能奔腾,686级的处理器)是PC服务器用处理器的开端,Pentium Pro是Intel首颗采用32位数据结构设计的服务器处理器,所以Pentium Pro运行16位应用程序时性能一般,Pentium PRO执行16位程序的效能还不及同频率Pentium的水平;但Intel仍然是32位的赢家,后来使MMX的出现使它黯然失色 ,而且Pentium Pro不支持当时很流行的MMX指令集。Pentium Pro的核心架构代号为P6(也是未来PII、PIII所使用的核心架构), Pentium PRO是英特尔首个专门为32位服务器、工作站设计的处理器,可以应用在高速辅助。
如今采用最新Sandy Bridge微架构设计的至强E3、E7发布后,迅速占领了大部分服务器CPU市场,其继任者“Ivy Bridge”则将制程工艺提升至更为精细的22nm。根据英特尔著名的Tick-Tock策略,从Sandy Bridge升级到Ivy Bridge,属于核心工艺的改进,也就是Tick的范畴(TOCK属于微架构改进),而Sandy Bridge则属于TOCK范畴。值得期待!
可以说Intel公司一直是服务器市场的领航者,其生产的产品几乎都是当时的畅销产品,无论是早期的奔腾系列,还是现在占据服务器CPU市场半壁江山的至强系列,都是绝对的畅销产品。至强E5一直让人们翘首以待,继任者更是受到业内赞誉一片,Intel引领者服务器的发展潮流。
第3页:服务器CPU市场的“斗士”AMD
服务器CPU市场的“斗士”AMD
能够在竞争激烈服务器CPU领域长期占据业内第二,可见AMD的强悍,可以说AMD是Intel最大的竞争对手。虽然在服务器CPU市场起步较晚,在二十一世纪的第二个年后,AMD才计划向服务器市场进军,而面对Intel这样强大的对手,AMD毅然的选择了竞争、对抗,从而促使了如今CPU盛世的形成![!--empirenews.page--]
2001年AMD推出面向服务器和工作站的AMD速龙MP双处理器,可以说是AMD向服务器进军的第一步。2003年4月21日,AMD发布了基于AMD 64技术的AMD Opteron“皓龙”处理器-世界上首款同时支持32位计算的64位处理器, 从而奠定了一个64位计算发展史上的里程碑。迅速成为了Intel占领市场的最主要对手。
AMD Opteron
目前,AMD公司不仅与曙光等中国品牌大力合作,在服务器市场上Opteron 6200、Opteron 4200则继续扮演着Intel最大对手的角色。2011年,AMD正式把“推土机”架构引入了服务器和工作站领域,但是相比Intel还是略显逊色的。
如今AMD在桌面市场依然很活跃,GPU、APU的强势表现使我们有理由相信2012年在服务器市场上也一定会有一番作为的。凭借其高性价比低功耗的优势,其发展前景不容小觑!
第4页:服务器蓝色巨人IBM
服务器蓝色巨人IBM
IBM在服务器行业拥有着绝对的统治地位,其在CPU方面也一直有着属于自己的领地。
IBM拥有综合先进技术与结构的全系列产品,包括基于CMOS的并行企业服务器、首次采用64位RISC技术的AS/400高级系列、基于高性能PowerPC604微处理器的新RS/6000系列以及广泛的软件和网络产品等。在复杂的网络管理、系统管理、密集型事务处理、庞大数据库、强大的可伸缩服务器、系统集成等方面,IBM具有强大的优势。
2000年,IBM开始大批推出采用铜芯片的产品,如RS/6000的X80系列服务器产品等。铜技术的诞生使CPU的生产工艺达到了0.2微米的水平,单芯片集成度达到2亿,大大提高了服务器产品的运算性能。
IBM z196四核芯片
Power是Power Optimization With Enhanced RISC的缩写,是IBM公司的很多服务器、工作站和超级计算机的主要处理器。POWER芯片起源于801 CPU,是第二代 RISC 处理器。POWER 芯片在1990年被RS或RISC System/6000 UNIX工作站(现在称为 eServer 和 pSeries)采用,POWER的产品有 POWER1、POWER2、POWER3、POWER4,POWER5。
2010年IBM公布了有关其新的全新主机芯片的细节。该公司称,新芯片能够以创纪录的速度处理信息。IBM高级工程师Jim Porell说,这种新的处理器将用于9月10日开始向客户出货的zEnterprise System服务器中。这种处理器的速度是创纪录的5.2GHz。
z196处理器是一种四核芯片,在512平方毫米的面积上包含了14亿个晶体管。这种芯片是IBM在纽约州Poughkeepsie的工程师设计的,由 IBM在纽约州 East Fishkil的300毫米晶圆加工厂采用45纳米SOI加工工艺生产的。IBM在奥斯汀、德克萨斯州、德国、以色列和印度的实验室都为z196芯片做出了贡献。
同时,从性能的角度看,IBM最新推出的zEnterprise System是IBM迄今为止功能最强的系统。zEnterprise System中的核心服务器叫作zEnterprise 196,包含96个全球速度最快的和最强大的处理器,每秒可执行500亿条指令,大约是IBM流行的System/360系列服务器中的91型服务器在 1970年执行的指令数量的1.7万倍。
凭借着IBM在服务器市场上的强势表现,在服务器CPU市场上也同样值得期待。[!--empirenews.page--]
第5页:最大的Unix系统供应商Sun
最大的Unix系统供应商Sun
Sun公司是世界上最大的Unix系统供应商,产品有UltraSPARC系列工作站、服务器和存储器等计算机硬件系统,Solaris操作环境和Java系列开发工具和应用软件,以及企业服务等,并以其灵活性、高缩放性、可靠性和可用性等性能赢得各行业客户的青睐。
1987年,Sun和TI公司合作开发了RISC架构的微处理器SPARC,这是业界出现的第一款有可扩展性功能的微处理器。SPARC(Scalable Processor ARChitecture),即可扩展性处理架构,SPARC处理器为SUN的产品提供了强劲的动力。
Sun SPAPC系列
SUN UltraSPARC有三个满足特定需求的系列产品线,即可扩充"s"系列、集成"i"系列和嵌入式"e"系列。针对每一系列产品,Sun公司不断推陈出新,致力开发和推出性能更强、性价比更好的产品。
性价比一直是低端Unix服务器市场的基本需求。把Unix服务器的性价比发挥到极致,并以此在市场上获得最强的竞争优势,这是Sun公司的拿手好戏。面向目标的设计以及平和开放的心态,这是Sun公司SPARC系列处理器的核心理念。针对Unix服务器应用场合复杂多样的实际需求,Sun公司为不同服务器设计了不同型号SPARC处理器。
2009年4月份Sun以56亿美金被甲骨文收购,之后Sun一直很平静,但是6月中旬“Rock”项目被废止的传言却给服务器产业掀起了巨大波澜,引发了无数猜测和评论。
熟悉Sun公司Rock处理器以及相关的“Supernova”服务器开发项目的一位消息人士曾在2009年6月15日公布Sun已经废止16核心“Rock”处理器的开发,但是Sun官方当时并没有证实这个传言是否属实,所有Sun的官方回复都是“不对Rock发表任何评论”,事实上,Sun也不会谈论有关Sparc路线图的任何消息。
如今“Rock”被废止,从Sun的路线图上看,Sparc64后面也就没有了继任者,期待中的能和强大的Power抗衡的高端服务器,现在也看来也成为泡影。对于45纳米的Niagara-III,近日也有消息表示也已经从OpenSolaris的知识库中删除,目前在OpenSolaris论坛也无从寻找有关Niagara-III的参考资料。假如Niagara-III也和Rock是同样的命运,那么对于Sun这个曾经的硅谷明星,确实意味着一个非常令人伤感的结局。
第6页:计算机市场的巨无霸惠普
计算机市场的巨无霸惠普
HP(惠普)公司自已开发、研制的适用于服务器的RISC芯片PA-RISC,于1986年问世。HP主要开发64位超标量处理器PA-8000系列。第一款芯片的型号为PA-8000,主频为180MHz,后来陆续推出PA-8200、PA-8500、PA-8600、PA-8700、PA-8800型号。还有一个就是HP的“私生子”Alpha。(Alpha处理器最早由DEC公司设计制造,在Compaq公司收购DEC之后,Alpha处理器继续得到发展,后来又被惠普公司收购)
惠普 CPU
HP于2002年开始就公布了其两大RISC处理器PA-RISC和Alpha的发展计划,其中PA-RISC与Alpha处理器至少要发展到2006年,对基于其上的服务器的服务支持将至少持续到2011年。2006年,HP将会推出PA-8900。而对于Alpha的发展,惠普公司于已经于2004年八月份发布了其面向AlphaServer Unix服务器的最后一款处理器产品EV7z。[!--empirenews.page--]
2010年末,HP推出了HP-UX 11i v3 Update 7,这也意味着,HP的旗舰版操作系统将能在配置有模拟器的分区内运行编译的PA-RISC应用程序。这种被称作Aries的模拟器是一个动态二进制转换层,实现将PA-RISC调用转化成 Itanium调用。它出现自Itanium芯片(由惠普和英特尔共同开发)早期。安腾(Itanium)的目标是风靡全球,淘汰其他所有的处理器(包括x86、SPARC、Powe和MIPS)。但多亏英特尔对安腾的无作为, AMD才在2003年Intel最薄弱的时候推出了Opteron x64处理器(也许是运气),而英特尔用基于酷睿架构的Xeon服务器"克隆"了Opteron,安腾(Itanium)现在已经被置于几乎和PA-RISC芯片在HP中相同的地位:运行HP - UX应用,拥有少数几个OpenVMS、Windows、Linux和NonStop集群。
第7页:战略发生变化的服务器生产商SGI
战略发生变化的服务器生产商SGI
MIPS技术公司是一家设计制造高性能、高档次及嵌入式32位和64位处理器的厂商,在RISC处理器方面占有重要地位。1984年,MIPS计算机公司成立。1992年,SGI收购了MIPS计算机公司。1998年,MIPS脱离SGI,成为MIPS技术公司。
MIPS R12000
MIPS公司设计RISC处理器始于二十世纪八十年代初,1986年推出R2000处理器,1988年推R3000处理器,1991年推出第一款64位商用微处器R4000。之后又陆续推出R8000(于1994年)、R10000(于1996年)和R12000(于1997年)等型号。
随后,MIPS公司的战略发生变化,把重点放在嵌入式系统。1999年,MIPS公司发布MIPS32和MIPS64架构标准,为未来MIPS处理器的开发奠定了基础。新的架构集成了所有原来NIPS指令集,并且增加了许多更强大的功能。MIPS公司陆续开发了高性能、低功耗的32位处理器内核(core)MIPS324Kc与高性能64位处理器内核MIPS64 5Kc。2000年,MIPS公司发布了针对MIPS32 4Kc的版本以及64位MIPS 64 20Kc处理器内核。
2003年SGI推出基于Intel安腾2、64位Linux的 Altix系列服务器。2004年SGI推出极具性价比的Altix中端服务器。2005年—SGI推出基于64位Linux系统的高端图形服务器Prism,还推出全系列InfiniteStorage 。2006年—SGI推出基于刀片的高性能计算服务器Altix4000,以及Alitx XE集群服务器。2009年—SGI被Rackable Systems 收购,改名为SGI硅图国际,重组后的SGI甩掉了债务上的包袱,大踏步前进。
2010年SGI预期明年的收入在5.5亿~5.75亿美元之间,规模在90亿美元的技术计算领域将成为预期增长的一个重要因素。像IBM、惠普和戴尔这样的大型系统制造商正在优化他们的系统以运行来自SAP、微软和Oracle的高端业务应用。
技术计算领域不仅要求系统具备足够的计算能力和互连能力来运行他们的程序,而且还要能够控制能源和占地成本。GPU等加速的使用也是其中的关键因素。Barrenechea表示,通用计算中使用GPU是“九局比赛中的第二局”,但是他看到来自SGI用户的需求,知道这在短期内是不会有所放缓的。
第8页:国产骄傲“龙芯”展示国威
国产骄傲“龙芯” 也要对Intel说“不”了[!--empirenews.page--]
在CPU创新技术上,我国跟国外厂商有着较大的差距,缺乏具有自主知识产权的CPU芯片,是我国计算机产业的一大“芯”病,也是电子工作者、网络人胸口永远的挥之不去的痛。
过去,代表着国际IT顶尖技术的CPU芯片一直被英特尔等国外巨头所垄断,我国企业及消费者为之付出了巨额版权费。好在神州龙芯公司先后推出了“龙芯1号”、“龙芯2号”,打破了中国无“芯”的历史。“龙芯”的诞生被业内人士誉为民族科技产业化道路上的一个里程碑。商品化的“龙芯”1号CPU的研制成功标志着我国已打破国外垄断。
龙芯3号
我国初步掌握了CPU设计的关键技术,为改变我国信息产业“无芯”的局面迈出了重要的步伐,对我国形成有自主知识产权的计算机产业有重要的推动作用,对中国的CPU核心技术、国家安全、经济发展都有举足轻重的作用。我国有信心:“龙芯” 对Intel说“不”!
“龙芯”最为独特的优势,不是性能,也不是价格,而是它的安全性。军队、政府、国有企业和科研机构等部门使用的信息技术设备,直接关系到国家信息网络的安全。采用“龙芯”CPU,将有助于消除我国在电子政务、国防等方面的安全困惑,改变在信息安全领域的被动局面。
“龙芯”设计选择了在结构上的创新和突破,通过结构的优化、并行编译和软硬件的协同来提升程序运行速度,弥补主频的劣势。自主创新就是要另辟蹊径,一步一步跟在别人后面是没有出路的。
龙芯中科研制的处理器产品包括龙芯1号、龙芯2号、龙芯3号三大系列,涵盖小、中、大三类CPU产品。为了将国家重大创新成果产业化,龙芯公司努力探索,在国防、教育、工业、多媒体等行业取得了重大市场突破和良好的应用。
目前龙芯处理器产品在各领域取得了广泛应用。在安全领域,龙芯处理器已经通过了严格的可靠性实验,作为核心元器件应用在几十种型号和系统中。在通用领域,龙芯处理器已经应用在:个人电脑、服务器及高性能计算机、行业电脑终端、以及云计算终端等方面。在嵌入式领域,基于龙芯CPU的防火墙等网安系列产品已达到规模销售;应用于国产高端数控机床的工控产品已经进入了小批量投产阶段,并应用在基础制造装备中,显著提升了我国高档数控装置的自主化程度和产业化水平;龙芯提供的IP设计服务在国产数字电视领域也与国内多家知名电视机厂家展开合作。
“龙芯”的问世不仅仅在于中国自主研发出了自己的CPU产品,其更深层次的意义在于它穿透了困扰在中国科技人员心中的一团迷雾,凭借着自身的技术研发实力,中国同样可以自己研发生产出被国外垄断的产品。目前有不少年轻人,对国货表现出一贯的不信任,尤其数码产品等。日本人就很善于引进外国技术,然后学习、模仿、创新,中国人同样也有这种精神。中国既然可以在艰难条件下研发两弹一星,在航天领域与美国、欧洲并肩前进,那么在芯片研制领域也一定可以做到!