Sparsame Server mit ARM-Prozessoren
Die in Smartphones, Embedded Systems und Unterhaltungselektronik weit verbreiteten Prozessorkerne der Firma ARM sollen künftig auch Allzweck-Server in Rechenzentren antreiben.
Prozessorkerne der britischen CPU-Schmiede ARM stecken in Milliarden von Embedded-Systemen, in Handys, Smartphones, Fernsehgeräten – und möglicherweise in einigen Jahren auch in sparsamen Allzweck-Servern. Daran arbeiten jedenfalls mehrere Firmen und Projekte, unter anderem auch die 1990 von den Unternehmen Acorn und Apple unter Beteiligung von VLSI Technology gegründete Firma ARM selbst.
Die in Smartphones und mittlerweile auch Tablets eingesetzten ARM-SoCs mit Kernen der aktuellen Generation A8 erreichen über 1 GHz Taktfrequenz und damit Performance-Bereiche von älteren x86-Prozessoren. Dabei sind sie typischerweise sehr sparsam, besonders im Leerlauf. Unter Volllast kommen ARM-SoCs der 1-GHz-Klassen mit weniger als 1,5 Watt aus, für den noch nicht in verkauften Geräten eingesetzten Doppelkern A9 MPCore nennt ARM bei 2 GHz 1,9 Watt (nur für die Kerne, also ohne Speicher-Controller etc.).
Angesichts solcher Eigenschaften liegt es nah, ARM-SoC auch als Allzweck-Server einzusetzen – vor allem für Einsatzfälle, bei denen im Durchschnitt nur geringe Belastungen auftreten. Damit würden ARM-CPUs auf diesem Gebiet mit x86-Prozessoren von AMD und Intel konkurrieren. Das hatten Sprecher der Firma ARM schon vor einigen Jahren angekündigt; im Gespräch mit der EETimes hatte ARM-CEO Warren East dies erst kürzlich wieder bestätigt. Allerdings, so stellte ARM-Manager Ian Ferguson später klar, gehe es dabei nicht um High-End-Maschinen. Teile der Website von ARM selbst werden aber nach seiner Aussage von ARM-Servern ausgeliefert. Auch die Webseite linux-arm.org, die sich besonders sparsamen Betrieb auf die Fahnen geschrieben hat, läuft auf mehreren ARM-SoCs von Marvell (MV78100 mit Sheeva-Kern, 0,8 oder 1 GHz).
Startup-Firmen wie SmoothStone und SeaMicro – Letztere entwickelt auch mit Geldern des US-amerikanischen Department of Energy – sowie möglicherweise die kürzlich von Google gekaufte Agnilux tüfteln an optimierten ARM-SoCs und Servern für den Einsatz in Rechenzentren. Dafür könnten ARM-SoCs in vielen Bereichen angepasst werden, etwa bei der Menge und der Datentransferleistung des Hauptspeichers, bei Speicherschutzfunktionen wie ECC oder in Bezug auf 64-Bit-Code.
ARM-SoCs sind allerdings bereits in kleineren Network-Attached-Storage-(NAS-)Geräten weit verbreitet, arbeiten dort also als File-Server. Zunehmend lassen sich solche Geräte mit Software-Modulen erweitern; die NAS-Hersteller Qnap und Synology offerieren auch Webserver auf einigen ARM-betriebenen Geräten. Für ARM-CPUs gibt es unter anderem mehrere Linux-Distributionen mit der für Webserver typischen LAMP-Ausstattung (Linux, Apache, MySQL, PHP). Außer Single-Board Computern (SBC) mit ARM-SoC und den für Server nötigen Schnittstellen gibt es auch Entwicklerkits wie den Sheeva Plug.
ARM stellt keine physischen Prozessoren her, sondern entwickelt nur die modularen CPU-Kerne sowie eine Reihe von Erweiterungen wie Grafikprozessoren, Video- und Kryptografiebeschleuniger, Bussysteme, Cache-Controller. Diese Komponenten werden als geistiges Eigentum (Intellectual Property, IP), also als IP-Cores, beispielsweise in Form von Design-Makros für Hableiterbauelemente-Entwicklungsprogramme, verkauft.
Andere Hersteller, etwa Freescale, Marvell, NXP, Qualcomm, Samsung oder Texas Instruments (TI), integrieren die ARM-Kerne in eigene Systems-on-Chip (SoCs), die zahlreiche Zusatzfunktionen wie I/O-Controller oder weitere Prozessorkerne enthalten können. Für NAS offerieren insbesondere Marvell und PLX Technology (früher Oxford Semiconductor) ARM-SoCs, Freescale hält mit PowerPC dagegen. Auch die Firma MIPS verkauft IP-Cores für den Einsatz in Netzwerk-Appliances. Mit x86-SoCs wie Tolapai oder Tunnel Creek beackert Intel aber verstärkt auch dieses Marktsegment. (ciw)
