X86架构与ARM架构区别

虽然Intel的ATOM系列芯片已经在功耗和性能等方面有了极大地提高，但是随着诸如iPad，iPhone和Windows 7 CTP的推出，使的在云客户端方面，ARM结构已经独领风骚了，而且其更开始涉足后台的云计算中心。本文将通过介绍ARM架构在服务器领域的一些新的动态和其它方面的信息，来深入探讨ARM结构是否能在今后替代X86架构?

在现有的云计算中心中，X86架构可谓事实上的标准，因为其在价格和支持软件这两个方面，都已经大大地领先了过去的两大服务器王者小型机和大型机。但ARM架构身为一个后来者，是如何能和已经占据垄断地位的X86架构竞争的呢?这不得不提一下，ARM架构的两个最大的优点：其一是价格低，其二是能耗低。也就是说ARM架构在价格和性能之比与能耗和性能之比这两方面非常出众，而且价格和能耗也是构建一个云计算中心非常重要的两个因素，因为在一个云计算中心中会有海量的服务器，由于其巨大的规模，使其不论在服务器的购置成本，还是在能耗方面，都开支很大。接下来将首先介绍一下ARM架构的在服务器领域的一些发展。

现有的ARM架构在服务器领域的解决方案

Marvell

Marvell自从收购Intel的XScale ARM项目之后，已经在ARM架构方面投入重金，而且拥有数千名相关的工程师，并在今年推出了基于ARM Cortex-A9架构和台积电40nm制程的四核芯片，并在主频方面达到2GHz，且功耗也不到1W。在性能方面，这款芯片在相同功耗的情况下性能是Atom芯片的5倍。在价格方面，这个芯片的批发价只需15美元，远低于需要数百美元的Xeon芯片。

下面是两张图分别是四核ARM芯片架构图和ARM芯片和ATOM芯片在性能上比较。

▲图1. 四核ARM芯片架构图

▲图2. ARM芯片的Benchmark

Dell

在2009年，Dell已经推出了基于威盛Nano芯片的低功耗XS11-VX8服务器，其体积相当于一块3.5英寸的硬盘，而且在一个标准2U机箱内放置12台这样的服务器，单服务器的满载功耗在30瓦以内，并在近两年内出货5000多套类似的系统。而Dell的低功耗方面下一步就是对基于ARM Cortex A9架构的多核心芯片进行测试，并希望能在这方面有所突破。

ARM架构在服务器领域的不足

虽然上面的例子很激动人心，但是ARM还是在很多方面存在不足：

软件方面：虽然Linux系统已经能在ARM架构上完美的运行起来，但是在所支持程序的数量上面，和X86架构相比，差距还是很大的，特别是无法很好地支持中小企业常用的Windows Server系列。

内存方面：由于现有的ARM架构对大容量的内存支持不佳，一般很难看到能支持2G以上内存的ARM芯片，更别说服务器方面常见的4G以上内存。

设计方面：在这方面，著名云计算专家James Hamilton认为，虽然ARM架构在ATOM

芯片不支持ECC内存方面有不错的支持，但是在芯片层不支持一致性缓存(Cache Conherent)并缺少一个优秀的内存控制器，使的ARM芯片无法像最新的Nehalem芯片那样近乎完美的应对基于服务器的应用。

适合的场景

基于现阶段的ARM架构，ARM架构在适合场景方面有一个非常重要的特色，就是对那些能被精细切分的应用支持非常好，比如Web Hosting等，但对那些能够被对本地资源(比如CPU，内存和I/O)需要非常强烈的应用支持不是很好，最明显的例子就是数据库。下面是两个比较适合的场景：

简单的Web Hosting：比如ARM的官方站点就是使用基于Marvell MV78100 SOC的ARM 服务器，加上在软件方面常见的Debian和Ngnix组合能非常好地支撑其官方站点的运行。

静止存储(Very cold storage)：也就是存储那些很少被读取数据。因为运行这种应用的服务器最关键的因素是硬盘的大小，而且对CPU和内存这两方面的要求比较低，所以通过引入ARM架构将在不影响性能的情况下，降低用于负载静止存储的服务器的成本和功耗。

总体而言，对普通企业用户而言，由于引入ARM架构会对其本身的IT环境带来一定的影响，所以估计会进行长期的测试、评估和验证过程。但对那些Web

2.0企业而言，因为其本身应用非常适合ARM架构，而且也非常重视成本，所以她们很有可能会是第一批用户。