Cavium宣布推出採用ARM v8架構的64位元晶片ThunderX,預計將於2015上半年量產,這系列處理器採用28奈米製程,最多48核心,時脈最高2.5GHz,並支援單路與2路架構的伺服器。

Cavium ThunderX最多48核心,時脈最高2.5GHz,並支援單路與2路架構的伺服器

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林柏凱攝影

近幾年來,想透過基於64位元ARMv8架構的系統單晶片(SoC),一舉進軍伺服器領域的廠商越來越多,目前,市面上可以看到AMD、Applied Micro、Cavium、Calxeda、Marvell、Nvidia、Samsung、Qualcomm,這幾家公司動作頻頻,積極開發運算晶片,以滿足新興的微型伺服器應用。
今年臺北電腦展期間,ARM伺服器的發展動態自然也是全球矚目的焦點之一,其中Cavium動作最快,在2014臺北國際電腦展第一天,搶先發布了ThunderX系列伺服器級處理器,這系列採用64位元、ARMv8處理器架構的產品,能與ARMv8及ARM的伺服器基礎系統架構(SBSA)標準完全相容,定位上主要是針對大型資料中心及雲端環境基礎架構的伺服器設備。

此一系列處理器預計在2015年上半年開始量產。支援的應用軟體方面,目前有Ubuntu、Fedora、openSUSE與MontaVista等版本的Linux作業系統,以及KVM與Xen這兩種虛擬化平臺。

最高可提供48核心,並支援2路伺服器的組態

ThunderX系列將會採用28奈米製程,晶片封裝尺寸為53公釐×53公釐,每顆處理器最多內建48核心,時脈最高達2.5GHz,內建的快取記憶體包括:容量為78K的I-Cache、32K的D-Cache,以及16MB L2 cache。它們也整合了數以百計的硬體加速器,都是特別針對提升安全、儲存、網路和虛擬化應用所設計的。
同時,這系列處理器率先支援雙插槽(2個處理器)應用模式,是首款能夠讓雙插槽快取做到完全一致的ARM架構SoC處理器──當中利用了Cavium所開發的一致性處理器互連技術(Coherent Processor Interconnect,CCPI)。
在記憶體的運用上,ThunderX系列處理器本身最多可內建4個72位元的記憶體控制器,並且支援目前通用的DDR3規格與新一代的DDR4規格,而且最大能夠存取到高達1TB的容量(在雙插槽架構下),並以高達2400MHz時脈運作。
而ThunderX系列處理器所整合的I/O頻寬容量,可達到數百Gbps之大。它也支援以2D和3D的組態,來建置出幾千個運算節點經由標準Ethernet Fabric互連的高速網路環境,而且當中可針對虛擬化的網路使用Fabric監控機制,以及透過自動感知與強制政策施行來做到服務等級協議的要求。
在應用上,ThunderX系列處理器還可支援系統全面虛擬化,當中使用了Cavium開發的virtSOC技術,可讓虛擬化環境從虛擬機器到I/O之間的延遲降低。

基於不同的用途,ThunderX目前分成4種主要系列,分別是:ThunderX_CP、ThunderX_ST、Thunder_SC、Thunder_NT。

其中的ThunderX_CP,是針對網站伺服器、內容提供、網頁快取、搜尋及社群媒體等類型工作負載,提供最佳化,可支援2路組態、多個10或40GbE的網路連線,以及記憶體大頻寬。
ThunderX_ST則是適合大資料應用與各種儲存相關工作負載,規格和ThunderX_CP類似,差別在於具有多個SATA3控制器、PCIe 3.0連接埠,以及可延展的Farbric網路──因應東西向與南北向的網路連線。這系列處理器能因應Hadoop、區塊和物件儲存、分散式檔案儲存、以及熱∕暖∕冷儲存。
這系列處理器還包含了硬體加速器,能提升資料的保護∕完整性∕安全性、資料搬移效率(RDMA over Converged Ethernet,RoCE),以及儲存壓縮的能力。
Thunder_SC主要針對的是,防護網站前端的應用、資安設備,以及Cloud-RAN(Cloud of Radio Access Network)類型的工作負載,可支援的規格和ThunderX_CP類似,而當中包含的硬體加速器,主要採用了Cavium開發的第四代NITROX和TurboDPI技術,可藉此加速IPSec、SSL、防毒、防惡意程式、防火牆和深層封包檢測(DPI)的處理。
而Thunder_NT的定位上,適合多媒體伺服器、橫向擴展的嵌入式應用系統與網路功能虛擬化(NFV)等類型的工作負載,規格和ThunderX_CP類似,可支援10/40/100GbE網路連接能力,以及具有豐富功能的可延展Farbric網路──像是頻寬提供、QoS、流量塑型、通道終止(tunnel termination),當中包含了硬體加速器,可提升大量封包吞吐的處理、網路虛擬化和資料監控等用途。

在臺北國際電腦展現場,Cavium也展示了ThunderX系列處理器相關的伺服器與主機板──伺服器是由技嘉科技所推出,而其他陳列的主機板都還只是樣品。

 


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