就像普通人買(mǎi)手機、筆記本時(shí)除了關(guān)心性能，也同樣關(guān)注續航一樣；數據中心、邊緣等企業(yè)用戶(hù)也同樣關(guān)注PUE、每瓦特性能等一系列指標。因為，“算力的能效表現”是個(gè)用戶(hù)始終無(wú)法回避的問(wèn)題。
  高能效的計算不僅意味著(zhù)用戶(hù)能用更少的電費完成更多計算、更多業(yè)務(wù)，更可能成為基礎架構能否合規落地、業(yè)務(wù)是否可以部署、體驗能否令客戶(hù)滿(mǎn)意等“有無(wú)、是否”問(wèn)題的核心指標。
  更重要的是，在國家“雙碳”戰略背景下，提升算力能效表現也是ICT產(chǎn)業(yè)落實(shí)綠色發(fā)展觀(guān)、踐行可持續發(fā)展理念的關(guān)鍵。因此，在探討計算之時(shí)，能效概念不可或缺。

  計算背后的能效之爭
  風(fēng)電、光電、電動(dòng)車(chē)、制造業(yè)節能減排……眾多行業(yè)的崛起與變革都表明，發(fā)展和能效之間已不再是“舍一保一”的選擇題，而是必須找到方法平衡兼顧的必答題。而在日新月異的IT基礎架構領(lǐng)域，對能效的追求更成為行業(yè)發(fā)展的主旋律之一；無(wú)論在數據中心還是邊緣場(chǎng)景，趨勢皆如此。
  數據中心里，鋰電UPS、直流供電、快速更新的中央空調熱交換技術(shù)、設計更先進(jìn)的機柜冷熱通道，乃至冷板式液冷和浸沒(méi)式液冷等新技術(shù)輪番上陣，目的就是降低PUE，獲得更高能效。
  邊緣場(chǎng)景中，行業(yè)也在通過(guò)芯片設計、封裝、板卡方案等多維度的技術(shù)革新降低設備能耗，以期改善設備與場(chǎng)景的兼容性，擺脫電池、散熱、線(xiàn)纜、功率對邊緣設備的多重限制。
  場(chǎng)景變化萬(wàn)千，但技術(shù)變革所要解決的問(wèn)題卻始終未變：用更少能耗獲得更多算力！既然需求如此明確，底層驅動(dòng)力如此強勁；那么為何仍要在原有計算架構上縫縫補補，而不是另辟蹊徑尋找更高效的計算架構呢？事實(shí)上，變革早已開(kāi)始！
  ARM的綠色源于架構
  ARM處理器在能效上的優(yōu)勢眾所周知，追根溯源，是架構層面的多重特性使然。
  首先，作為精簡(jiǎn)指令集，ARM架構指令集簡(jiǎn)單、長(cháng)度一致且固定，而這就使處理器的指令解碼單元操作更簡(jiǎn)便，能夠以更簡(jiǎn)單的結構、更小的晶體管規模來(lái)完成指令的解碼和發(fā)射。同時(shí)，因為指令集簡(jiǎn)單，處理器的流水線(xiàn)設計、分支預測、亂序執行等單元也能變得更簡(jiǎn)單。多重因素加持，ARM架構核心的規模更小，能效自然也更高。
  其次，ARM架構處理器通常更關(guān)注整數性能，而非浮點(diǎn)性能；因此，處理器內核也無(wú)需增加面向浮點(diǎn)計算的SSE、AVX等指令集處理單元。而更小的規模、更簡(jiǎn)化的結構也能進(jìn)一步降低處理器功耗。
  第三，ARM架構誕生之初便充分考慮了移動(dòng)和嵌入式設備對能效的高要求，因此在處理器電壓管理、核心調度、低功耗策略等方面，ARM架構也通常有更優(yōu)秀的表現。
  有以上三大基礎特性為支撐，各類(lèi)ARM處理器自然能在不同場(chǎng)景中實(shí)現更高能效。
  構建綠色數據中心
  數據中心是絕對的計算密集場(chǎng)景，在海量數據和應用高度匯聚，且整體規模越來(lái)越大的數據中心里，處理器能效的任何區別最終都會(huì )積累成巨大的電力、散熱和成本差異。更何況ARM架構在能效方面的優(yōu)勢并非“一點(diǎn)點(diǎn)”。
  有前述三重特性為支撐，以鯤鵬、Ampere為代表的ARM架構處理器產(chǎn)品便能在有限的晶體管數量和散熱能力之下集成更多核心及緩存，支持的虛擬機和容器數量更多，數據中心的整體能效表現自然更好。

  在綠色計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟日前公布的綠色計算最具價(jià)值解決方案遴選入圍名單中，不少基于鯤鵬處理器的解決方案成功入圍，而這從側面證明了ARM架構處理器在綠色計算賽道上的先天優(yōu)勢。而在廣闊的云計算市場(chǎng)，包括阿里云、華為云、騰訊云、百度智能云、AWS、Google Cloud、Azure等在內的所有主流CSP也都推出了對應的ARM云主機產(chǎn)品和相關(guān)服務(wù)。
  縱觀(guān)中外數據中心對ARM架構處理器的大量用例，我們不難發(fā)現，ARM架構產(chǎn)品在業(yè)務(wù)層面具備4大切入點(diǎn)：
  高密業(yè)務(wù)：鯤鵬、Ampere或其他CSP的自研處理器產(chǎn)品通常能在單個(gè)socket中集成更多核心，而這就意味著(zhù)機架中每U所能承載的虛擬機或容器數量更多。而對于數據中心用戶(hù)來(lái)說(shuō)，這就代表更多的可售資源和更高的生產(chǎn)率。
  安卓云原生：ARM架構與安卓應用是天生一對，因此在基于安卓的開(kāi)發(fā)、測試和云游戲領(lǐng)域，用戶(hù)都需要ARM架構硬件環(huán)境來(lái)獲得原生安卓體驗。
  分布式存儲：分布式存儲是云計算的基石，但常見(jiàn)存儲功能對控制器（CPU）的性能開(kāi)銷(xiāo)卻不高，對頻率也不敏感。因此，使用能效更高、整體功耗更低的ARM處理器能夠在滿(mǎn)足需求的前提下，有效降低系統成本和TCO。
  開(kāi)放的基礎架構：相對于其他處理器的“黑盒”技術(shù)體系，ARM處理器生態(tài)更開(kāi)放，可選的品牌和供應商也更多；而這也可以幫助用戶(hù)避免在基礎架構和應用生態(tài)層面被“卡脖子”。
  一邊是顯而易見(jiàn)的業(yè)務(wù)需求，另一邊則是更好的能效；ARM架構在數據中心市場(chǎng)的攻城略地也就順理成章。
  打造綠色邊緣場(chǎng)景
  相對于數據中心，邊緣場(chǎng)景很小、單點(diǎn)突破所能獲得的效果也有限。但實(shí)際的生產(chǎn)生活之中，數據中心之外的場(chǎng)景皆為邊緣。而當N種終端乘以N種場(chǎng)景，綠色計算同樣能帶來(lái)龐然效果。
  為推動(dòng)邊緣計算技術(shù)產(chǎn)品的應用創(chuàng )新、促進(jìn)邊緣計算高價(jià)值可復制創(chuàng )新解決方案的快速孵化、加速邊緣計算技術(shù)產(chǎn)品以及邊緣計算標準件在各應用領(lǐng)域的示范推廣，邊緣計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（ECC）&工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（AII）連續5年舉辦“邊緣計算優(yōu)秀解決方案”遴選活動(dòng)。2023年最新入圍解決方案更是涵蓋了工業(yè)制造、智慧城市、交通、電力、能源、市政、零售等不同行業(yè)。

  更重要的是，在邊緣設備的深度參與下，數據中心的數據處理、數據傳輸壓力都能大幅降低，真正做到節能省時(shí)兩不誤。因此，同步推進(jìn)邊緣與中心的能效革新至關(guān)重要。
  如果說(shuō)數據中心市場(chǎng)是ARM架構的客場(chǎng)，那么邊緣市場(chǎng)便是ARM架構的主場(chǎng)。
  得益于優(yōu)秀的能效和更低的總體功耗，ARM架構處理器通常能為終端設備帶來(lái)更低的功耗和發(fā)熱，而這對于滿(mǎn)足散熱、電池、三防等場(chǎng)景需求來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。因此，在售的手機、平板、電視、可穿戴設備、車(chē)機、路由、AP、智能監控等設備幾乎清一色的使用了ARM架構處理器；而在更廣闊的MCU市場(chǎng)，情況也類(lèi)似。
  此外，伴隨媒體編解碼、圖形渲染、固定形式的數據處理、AI等應用在邊緣側的需求持續增長(cháng)，易于和各類(lèi)IP、DSP集成的ARM SOC方案數量也快速增加。而這也進(jìn)一步鞏固了ARM在邊緣市場(chǎng)的統治力。
  如果說(shuō)海量終端、感知、控制、管理類(lèi)設備是構建數字時(shí)代的基石，那么這塊基石的核心就是ARM。甚至在基礎架構“邊緣包圍中心”的總體趨勢之下，為了實(shí)現更廣泛的同構，在邊緣側擁有強勢地位的ARM架構還有機會(huì )進(jìn)一步推高其在數據中心市場(chǎng)的占有率。
  綠色計算是用出來(lái)的
  算力是通向數字時(shí)代的高速公路，而綠色計算則是對“百公里油耗”的極致追求，是數字時(shí)代的“多快好省”。
  截止2023年初，我國已相繼發(fā)布“1+N”的“雙碳”政策體系文件中的《中共中央 國務(wù)院關(guān)于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見(jiàn)》、《2030年前碳達峰行動(dòng)方案》和各行業(yè)綠色低碳相關(guān)文件五十余個(gè)；可以說(shuō)，以綠色低碳為基調的高質(zhì)量、可持續發(fā)展觀(guān)已融入算力產(chǎn)業(yè)和千行百業(yè)。
  正如ARM架構在數據中心及邊緣市場(chǎng)的多線(xiàn)并進(jìn)和百花齊放，ARM所代表的綠色、高效、開(kāi)放等理念正在獲得越來(lái)越多用戶(hù)的認可，其也將在數字化進(jìn)程中扮演越來(lái)越重要的角色。
  但從ARM生態(tài)的發(fā)展歷程中我們也能發(fā)現，綠色計算的實(shí)現既與架構有關(guān)，更與產(chǎn)業(yè)鏈上下游的通力協(xié)作和經(jīng)驗積累有關(guān)。通過(guò)不斷地創(chuàng )新和實(shí)踐，好的設計、好的方案才能被市場(chǎng)和用戶(hù)發(fā)現，“綠色高效”和“好用易用”才能實(shí)現雙向奔赴。
  那么，在即將過(guò)去的2023年，計算產(chǎn)業(yè)到底有哪些值得關(guān)注的新技術(shù)、新方案？中心和邊緣如何在綠色主題下協(xié)同發(fā)展？百花齊放的ARM生態(tài)還將迎來(lái)哪些變化？在信息過(guò)載、技術(shù)爆炸的當下，這些問(wèn)題顯然很難全面回答。
  別擔心，即將在2023年12月13-14日舉辦的2023計算產(chǎn)業(yè)生態(tài)大會(huì )（CIEC 2023）正是窺探這些答案的絕佳窗口。大會(huì )由綠色計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟和邊緣計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟聯(lián)合主辦，匯集了5大院士和千余名政策、產(chǎn)業(yè)、應用側專(zhuān)家，是一場(chǎng)由商業(yè)、技術(shù)、觀(guān)點(diǎn)相互交織而成的產(chǎn)業(yè)盛宴。
  如果您也希望“多快好省”的奔赴數字時(shí)代，那么2023計算產(chǎn)業(yè)生態(tài)大會(huì )（CIEC 2023）必定會(huì )為您帶來(lái)新觀(guān)點(diǎn)、新視角、新方案。

掃碼參會(huì )，機不可失！