Arm服务器处理器系列ThunderX2

近日，Marvell服务器业务部门副总裁兼总经理Gopal Hegde在Linley Processor会议上，首次详细介绍了旗下自研的Arm服务器处理器系列ThunderX2，同时公布了Marvell公司在服务器芯片领域当前的状况和未来的计划。

ThunderX2的前世今生

自多年前退出移动市场之后，Marvell便开始逐步将移动芯片和多媒体芯片业务对外出售，转为专注于宽带通信和存储等基础设施领域的解决方案。2017年，Marvell将其移动通信业务卖给了ASR（翱捷科技），随后，Marvell又将旗下多媒体业务以9500万美元现金卖给了Synaptics。

而为了进一步强化在基础设施领域的实力，2017年11月，Marvell正式宣布以约60亿美元（约合人民币400亿元）的价格收购竞争对手Cavium（凯为半导体）。2018年7月，Marvell宣布已完成对Cavium公司的并购，合并后的公司将成为一家专注于基础设施市场的领先半导体厂商，为客户提供存储、处理、网络、无线连接和安全产品组合。

而Marvell的服务器业务部门实际上也正是来源于其对Cavium公司的并购。而其目前正在市场上销售的Arm服务器芯片Thunder X2则是源自于Broadcom开发的Arm服务器CPU架构Vulcan。

Broadcom曾在2013年曾宣布开发一款多内核Arm兼容的64位服务器级系统级芯片Vulcan。但是到了2016年，这个雄心勃勃的项目被悄悄砍掉。 因为Broadcom在2015年被Avago收购，而Avago对数据中心CPU方面的业务并没有兴趣，所以在不到一年后Broadcom将Arm服务器CPU业务秘密卖给Cavium，之后Cavium接着将相应的技术重新封装为ThunderX2。

Marvell服务器业务部门副总裁兼总经理Gopal Hegde表示，Thunder X2基于Cavium从Broadcom收购的Vulcan微体系结构，这是Cavium最好的购买之一。

自2016年发布ThunderX2以来，Cavium（现为Marvell）已在许多活动中展示了该芯片。当时，只需要英特尔Xeon系列CPU价格的一小部分，就能够买的32个内核ThunderX2，尽管在单线程性能方面还不足够，但与英特尔相比，它具有八个内存通道，更大的内存带宽使其成为许多内存绑定工作负载的极佳选择。

不过Gopal Hegde也表示，当Cavium首次进入服务器市场时，它成为了英特尔服务器芯片第二种选择。不幸的是，对于Marvell而言，随着AMD大规模卷土重来，特别是Naples和Rome架构的推出，从Marvell现有的服务器CPU产品堆栈中夺走了许多吸引力。

目前的情况

据介绍，目前Marvell公司正专注于其ThunderX2服务器处理器，基于Arm v8.1架构，当前的产品包括16到32核，主频从1.6 GHz到2.5GHz。

Marvell公司现在将ThunderX2处理器定位为基于云的原生Arm应用程序开发和原生的Android仿真的良好的可选方案。此外，Marvell认为，当前依赖大量Arm SBC的大型设备服务器场（如Raspberry Pi 4）可以由其32内核的ThundeX2处理器替代，其可以以较低的功耗提供更高的性能。

目前确实存在数千个设备的数据中心SBC服务器，这些服务器用于运行“虚拟化”的Arm on Arm，而不是使用x86服务器进行模拟。我们在ServeTheHome的朋友如果您有兴趣，可以将实际的SBC与ThunderX2进行比较。但是，如果想与AMD竞争，Marvell将不得不使用其下一代芯片来加强其竞争力。

未来路线图

再往前看，Marvell看起来更加乐观。Gopal Hegde表示，Marvell路线图的发布保持了两年一更新的节奏。“我们的第一代产品已于2016年开始全面上市，2018年我们将Thunder X2推向市场，接下来，我们将在2020年发布Thunder X3，2022年左右推出Thunder X4。”

Marvell计划最早在今年年底或明年年初对外介绍Thunder X3。根据路线图，Thunder X3的核心称为Triton，它借鉴了Arm内核所采用的希腊众神的代号。Gopal Hegde透露了Triton的一些信息，包括它将具有4个128位NEON SIMD单元（是Vulcan的两倍），并且仍将使用八个内存通道。就性能而言，Marvell有希望其相比上一代的Vulcan内核能够实现2倍以上的系统级性能提升。

“我们希望实现每一代的性能达到上一代性能的2倍以上。即与Thunder X相比，Thunder X2的性能要好2倍以上，同样Thunder X3的性能将比Thunder X2高出2倍以上，Thunder X4的性能将比Thunder X3高出2倍以上。”性能、功率和效率的提升来自过程节点的改进和体系结构的改进。Hegde还提出了Arm的可扩展矢量扩展（SVE），并表示Marvell计划在这些未来产品中支持某些SVE功能，TX3、TX4可能都会支持。

Hegde表示：“我们目前的核心是经典的无序超标量架构，这也为我们的下一代产品提供了很大的扩展和性能改进的很大空间，通过更好的流程，它还为我们提供了更好的频率和更低的功耗。Marvell希望通过更好的工艺节点，在未来两代中显着提高频率和电源效率。ThunderX3将采用台积电7nm工艺制造，未来的ThunderX4可能会采用5nm工艺。

是否会采用Arm的服务器CPU IP呢？

在过去的两年中，Arm一直在推广自己的服务器IP内核。最近，Arm推出了新的Neoverse N1内核。业内许多人将其视为与自己的客户竞争的尝试。在会议上的问答环节中，Hegde被问及Marvell是否有使用这些内核的计划。他表示：“我们正在通过架构许可从头开发核心。在服务器领域，我们的客户希望获得更高的单线程性能以及我们在核心中拥有的一些高级功能（例如多线程），因此我们计划继续开发自己的核心。”