Kan amd, arm eller ibm dent Intel's serverdominans?

Sidste uges meddelelse om AMD's planer om at oprette ARM-baserede servere har fået mig til at tænke over, hvad det ville tage for at fjerne Intel fra sin dominerende position på servere. Det korte svar synes at være, at det ville være meget vanskeligt.

I årevis har AMD forsøgt at konkurrere direkte med Intels x86-standard. AMD havde en vis succes for omkring et årti siden, da den introducerede Opteron-familien i 2003, oprindeligt baseret på "Hammer" -arkitekturen, som muliggjorde 64-bit x86-behandling et par år, før Intels egne 64-bit chips leverede denne kapacitet.

Siden da blev selvfølgelig 64-bit standarden for serverprocessorer, og Intels markedsandel er støt vokset. Da servermarkedet modnet, flyttede det fra single-core-processorer til multi-core-processorer. AMD havde nogle tidlige multi-core-chips, men lavede en stor indsats på "Bulldozer" -arkitekturen, der oprindeligt blev introduceret i 2010 og blev sendt i 2011, som parrede to heltalskerner med en flydende punktkerne og andre delte komponenter som en måde at øge antallet af heltal kerner. Det var en interessant strategi. Men Intel var hurtigt i stand til at komme med flere fulde kerner (med både heltal- og flydepunktfunktioner) og var i stand til at øge kernetællingerne markant. Som et resultat har Intels chips - især dens nuværende Xeon E5-linje - simpelthen bedre end den.

Som et resultat er Intels markedsandel vokset markant. Ifølge Gartner solgte Intel i 2013 92 procent af alle serverprocessorer, hvilket tegner sig for 75 procent af omsætningen. (Forskellen er, at selvom kun ca. 1 procent af markedet er meget avancerede chips, såsom IBM Power og Oracle og Fujitsu Sparc-chips, har de en meget højere pris, der tegner sig for ca. 20 procent af omsætningen.) Over de sidste par år har Intel været i stand til at flytte til endnu flere high-end chips og hæve sine gennemsnitlige salgspriser. Siden da har AMD's serverchips stort set været trinvise ændringer, og intet har gjort meget af en forskel på markedet. AMD tegner sig nu for ca. 7 procent af enhederne og 5 procent af omsætningen.

Mens sidste uges meddelelse fra AMD indeholdt indikationen af, at virksomheden arbejdede med et nyt x86-kernedesign, ser det stadig langt væk - efter den K12 ARM-baserede kerne AMD lover nu for 2016. Det ser ud til, at AMD har besluttet at det ikke er bedst at prøve at slå Intel på x86, men snarere at ændre diskussionen mod ARM-chips.

Ideen er, at ARM-kerner med deres arv i enheder med lav effekt skal muliggøre mindst mere effektive serverchips. Når alt kommer til alt dominerer ARM-kerner stort set telefoner og tablets, som Intels dominerende servere.

Dette er naturligvis ikke en ny idé. Virksomheder som Marvell og Calxeda (oprindeligt Smooth-Stone, og for nylig lukket) begyndte at tale om konceptet med ARM-baserede servere for omkring fire år siden. Men de første serverdele var 32-bit, og selvom vi så nogle systemer for et par år siden, har de ikke haft nogen reel indflydelse på markedet.

Nu ser vi 64-bit generation af ARM-serverchips. Applied Micro kan faktisk være først på markedet efter at have meddelt, at dens 64-bit X-Gene 2-chip vil blive sendt i forår. Denne chip er baseret på et dual-core processor-modul med i alt otte brugerdefinerede ARM v8-kerner, og virksomheden har planlagt en opfølgning kaldet X-Gene 3 med op til 16 kerner.

Andre virksomheder som Marvell, Broadcom, Nvidia og Qualcomm viste alle 64-bit ARM-processorer rettet mod mobilmarkedet, hvor Nvidia og Qualcomm annoncerede planer om at arbejde med brugerdefinerede ARM-kerner. Disse kan muligvis også tilpasses til ARM-serverprocessorrummet. Og der er rygter om, at virksomheder i webskala arbejder på deres egen 64-bit ARM-design, selvom der endnu ikke er bekendtgjort.

Faktisk kommer de første applikationer af sådanne ARM-servere sandsynligvis fra en af ​​webskala-virksomhederne, da de skriver deres egne applikationer og teoretisk kunne indstille dem til at arbejde bedst med processorer, specifikt i applikationer, hvor CPU-ydelsesbehovet er mindre end målet om at være strømeffektiv.

Tidligere i år forudsagde AMDs Andrew Feldman, at ARM-chips i 2019 vil kommandere en fjerdedel af servermarkedet, hvor brugerdefinerede ARM-processorer bliver normen for datacentre.

I mellemtiden er der andre alternativer. IBM har oprettet OpenPower Consortium, designet til at tage sin Power-arkitektur (som det bruger i sine high-end-servere) og udvide det til en bredere række forskellige serverdesign. Til dels ser det ud til at være defensivt, idet de ejendomsretlige Unix-systemer ser ud til at miste markedsandelen, og det giver ikke mening at designe nye kerner, medmindre du kan lave nok chips.

IBM annoncerede for nylig sine første servere baseret på det nye Power 8-design, der hævder, at designene kan analysere data 50 gange hurtigere end x86-servere. Det gjenstår naturligvis at se, men det har historisk set været en mere magtfuld linje. (Power-arkitekturen konkurrerer med Sparc-chips såvel som Intels Itanium, selvom alle disse har mistet terræn til x86-systemer i de senere år.) Sådanne chips er længe blevet positioneret som værende mere magtfulde end x86-design, og spørgsmålet er, om de er være effektive også.

Det er en af ​​grundene til, at jeg var interesseret i at se Nvidia og Google blandt de virksomheder, der kom med i OpenPower Consortium. Især Google viste for nylig et Power8-server-bundkort og sagde, at det arbejdede på at overføre sin softwarestak til Power.

Igen er det virksomhederne i webskalaen - Google, Facebook, Amazon osv. - der er bedst placeret til at bruge en ny arkitektur. Indtil videre har det, vi har set, hovedsageligt været tegn på støtte og et par mindre tests, og det vigtigste første skridt vil være, hvis et af disse virksomheder rent faktisk udsætter et betydeligt antal Power- eller ARM-chips til at køre en stor del af dets infrastruktur.

Selv om en sådan chip kan få den kritiske masse, det vil tage for at gøre det umagen værd at portere virksomhedssoftware til en ny arkitektur, er et åbent - men meget kritisk - spørgsmål.

Det ser ud til, at ARM-økosystemet, som sandsynligvis vil sælge hundreder af millioner af 64-bit chips til mobilmarkedet i de næste par år, har et bedre skud end Power, men du kan ikke tælle IBM ud, især hvis Google interesserer sig virkelig.

I mellemtiden har Intel taget mange skridt i retning af at diversificere sin serverlinie. Mainstream-kategorien kaldes nu Xeon E5, rettet mod enkelt- og dual-socket-servere, nu tilgængelig med op til 12 kerner. Virksomheden har en linje kaldet Xeon E7, rettet mod multi-socket-servere. Dette blev for nylig opdateret til at omfatte tilstande med op til 15 kerner og 30 tråde, med en 8-socket-version, der nu kan håndtere op til 12 TB hukommelse. Til enkelt-socket-servere har Intel nu Xeon E3-familien med op til fire kerner. Og i mikroserverkategorien - hvor de fleste af ARM-serverne har været målrettet, har virksomheden nu 64-bit Atom C2000-linien, kendt som Avoton, som nu er tilgængelig med op til otte kerner.

Selvom Intel har sagt, at den tror, ​​at mikroservere vil være en relativt lille del af markedet, vil den helt klart ikke have nogen åbning for AMD eller nogen af ​​de ARM-baserede leverandører.

Et stort spørgsmål er bare hvor meget af et marked der er for servere med lav effekt. Gartner mener, at mikroservers potentielt kan tegne sig for op til 15 procent af markedet, men som Gartner-analytiker Sergis Mushell påpeger, selv der er Avoton en reel konkurrent, og andre virksomheder er nødt til at underskrive det på prisen. Og han bemærker, at Intel har enorme stordriftsfordele, især i Xeon-familien, da det ikke kun bruges i computerservere, men også i lagringsarrays og nogle netværksprodukter.

Det er meget sjældent, når en hvilken som helst leverandør fuldstændigt kan dominere en større produktkategori inden for teknologi i længe. Selv virksomheder, der mere eller mindre opretter en kategori, finder sig normalt med en vis konkurrence. Så det vil være interessant at se, hvordan Intel reagerer, hvis det faktisk får lidt mere konkurrence på serverpladsen.

Min gætte er, at enhver reel bevægelse mod nye arkitekturer stadig er mindst et par år væk, da de første virksomheder har brug for at få deres softwarestakke, der arbejder på nye arkitekturer (hvilket er grunden til, at jeg forventer, at folk i webskalaen går først, når de kontrollerer deres egen software). Derefter skal de teste og se, hvordan det faktisk fungerer i skala i den virkelige verden på de mest lovende applikationer. Først senere ville jeg forvente at se større implementeringer og måske mere enterprise-grade software migration. Det er en proces, der i bedste fald vil tage et par år, men det er bestemt værd at se på.

Redaktørens note: Denne historie blev opdateret den 5/15. En tidligere version henviste til et AMD-kodenavn som Barcelona snarere end Bulldozer.