高密度ARM集群服务器的应用场景

1 什么是高密度ARM集群服务器

ARM集群服务器，是在一个机箱内设计N个高性能ARM处理器，每个ARM处理器配置独立的内存及存储，所有的处理器通过高速网络（千兆或万兆网络）进行相互之间以及对外通信的一种设备。
ARM处理器的个数N称为密度，N可以是2以上的任意数字。高密度是指N比较大，如64，96，128等。密度越大，系统算力越强。当然，系统的复杂性就越高，稳定性要求越高，对设计团队的软硬件设计能力要求也就越高。
凌点科技团队的高密度ARM集群服务器MARS3000，采用可热插拔的刀片式结构，可按照8的倍数灵活配置产品密度，最高可支持128个6核心处理器RK3399（A72 x 2 + A53 x 4） 器，是目前业界密度最高的、成熟应用的产品。
凌点科技高密度ARM集群服务器MARS3000

2 ARM集群服务器的应用场景
ARM集群服务器的应用场景多种多样，但凡需要多个设备并发运行的场景就能用到。如云手机、云游戏、群控、软件产品自动化测试等。其中，云手机、云游戏、群控是市场对ARM集群服务器认知较高的应用，也是未来主流的应用场景。

2.1 云手机
云手机即Cloudphone，是将云计算技术应用于网络终端服务，通过云服务器实现云服务的手机。
对于用户来讲，云手机实际上就是实体手机上的一个APP软件，和其他所有需要登录的APP一样，用户只要有账号、密码，即可登录到云手机服务商的云上。用户看到的，就是在本地手机上显示出来的另一个手机，手机的界面、内置软件都和实体手机不同，但可以像操作实体手机一样下载、安装、卸载各种应用，相当于在用户的手机上再开一个手机。
用户可以用云手机来搭建各式各样的应用，如下图所示。

以上这些应用有一个关键的共同点，即要求设备并发数较大。只有多个设备并发，这些应用的效率才会提高，用户成本才会摊薄。适合于这些应用的硬件设备有类似于华为Taishan 的ARM服务器、凌点科技的ARM集群服务器。只不过从成本的角度看，凌点科技的ARM集群服务器更适合大多数用户的需求。从接触的客户情况来看也的确如此，相当大一部分客户群体都有需求。

2.2 云游戏
云游戏实际上是云手机应用的一个分支。
云游戏是以云计算为基础的游戏方式。
在云游戏的运行模式下，所有游戏都运行在云端，并将渲染完成的游戏画面压缩后通过网络传送给用户。在用户端，用户的游戏设备不需要任何高端的处理器及显卡，只需要具备基本的视频解压能力就可以。用户端对硬件设备性能没有较高要求，可以节省成本，所以手机、平板、电脑、电视及其他的游戏终端都可以体验运行在云端的大型游戏。
除了节省用户端的设备成本外，云游戏还有一个突出的优点：无需下载，即点即玩。因为游戏运行在云端，用户端不需要把游戏下载到本地，只需要在服务商提供的页面点击就可以直接进入游戏，无需等待。

迄今为止，云游戏发展已有10多年的历史。早期云游戏服务商都是采用X86服务器作为云游戏运行的硬件设备，现在仍然有服务商这么做。然而，随着移动互联网的高速发展，移动端游戏用户在整个游戏用户群体中的占比到今天已经达到了75%，X86服务器作为云游戏的硬件平台越来越多的爆出了兼容性问题。因为移动游戏都是基于ARM架构开发，与X86架构的兼容性是存在问题的。据统计，15%的应用兼容性存在问题。
因此，越来越多的云游戏服务商采用了ARM服务器。

2.3 本地群控
除了把ARM集群服务器放在云端，用云计算技术提供云手机服务，从而实现（云）群控的方式外，ARM集群服务器也可以放在本地端作为群控设备使用。但是为了降低使用成本，必须对每个ARM处理器进行虚拟化实现多开。

3 ARM集群服务器的技术发展方向
从应用市场以及成本方面看，ARM集群服务器有长足的发展空间。随着市场的发展及应用领域的拓宽，ARM集群服务器可能需要在以下方面持续升级：
（1）算力
算力包括处理器的CPU和GPU的算力。
更高的算力，能够满足更多的应用，尤其是能运行更重的游戏。
凌点科技团队现有成熟产品MARS3000，是基于瑞芯微RK3399 SoC开发的。RK3399是A722+A534的6核心SoC，最高主频2.0GHz，配置4GB LPDDR4和64GB eMMC。这能满足很多应用场景。但目前看这种配置算是中端配置，在一些方面还存在不足。

瑞芯微预计2021年Q1发布的RK3588，是一款8核心的旗舰型ARM SoC，A764+A554，最高主频可到3.0GHz，且最大内存能支持到32GB。且支持NPU2.0，算力可达6TOPs。这为ARM集群服务器的应用带来了极大的想象空间。

（2）网络带宽
算力的提高，必然要求对外输出的能力的提高，即每个ARM处理器对外通信的速率需要提高。MARS3000每个ARM 处理器的通信能力设计为1000Mbps（实测为920Mbps左右），但由于一台服务器机箱内部ARM处理器的密度很高（128个），对外输出的网络能力不可能做到128*1000Mbps = 128Gbps，因此必须在机箱内部做网络交换。128个并发时，实测网速为每个ARM处理器80Mbps，通过网络聚合，可以达到150Mbps。这个速率虽然能远远满足云游戏、云手机、群控的应用，但仍然有提高的空间。