云2.0

企业数据中心不愿意采用新技术。迅速做出改变的风险太大了，这就是过去十年中许多半导体初创公司失败的原因，它们在更高效的处理器方面有更好的想法，更不用说其他领域的快速整合了。但随着数据量的增加，处理数据的成本下降速度低于数据量的增长速度，整个市场已经开始寻找新的方法。

这是一个新的问题摩尔定律．在数据中心发生的最后一个重大转变是在本世纪初虚拟化的广泛采用，允许公司增加他们的服务器利用降低价格，从而节省服务器机架的供电和冷却成本。这允许数据中心在不需要的时候关闭整个服务器机架，本质上是应用黑硅宏观层面上的概念。

下一个变化涉及到在数据中心体系结构中添加更多的粒度。这意味着更加智能的调度——从时间和距离的角度——以及在软件中划分作业以提高效率。这意味着无处不在的新架构，从芯片到软件堆栈，再到服务器本身，以及构成数据中心的全新概念。

云计算企业解决方案技术副总裁Steven Woo表示:“推动这些变化的是云计算的电力成本。Rambus．“现在来回移动数据很痛苦。磁盘和网络性能不如cpu的每秒指令数和每秒指令数高。所以你只是把机器连接在一起吗?或者你会考虑更新的架构吗?”

Woo指出，将虚拟机发送到数据中心另一端的服务器并不总是具有可预测的功率/性能权衡。这通常取决于服务器上正在运行的其他内容，以及在网络中移动的内容，有时可能只是在服务器之间来回移动数据需要更多时间。

这一直是人们关注的问题之一Hadoop这是一个开源框架，用于跨存储和计算机分发数据。更流行的方法包括码头工人，它可以隔离数据并允许更快地扩展应用程序火花这样可以使数据更加本地化，而不是在任何可用的服务器上来回穿梭。这与将更多处理器分散在一个芯片上而不是使用中央处理器的观点非常相似，并且它适用于一些正在开发的新架构。

“在数据中心节省电力不仅仅是如何为处理器节省电力，”at的首席技术官Bernard Murphy说Atrenta．“这还涉及到如何节省整个数据中心的电力。如果您的服务器是满载的，它们将消耗更少的电力。如果你能增加异构性，比如将一台惠普服务器和一台中等性能的服务器结合起来，那么你也可以开始解决热问题，以降低冷却成本。”

软件更改
涉及数据处理的最重要的变化之一发生在软件方面。软件是一个分层堆栈，从操作系统、实时操作系统(RTOS)和嵌入式软件级别开始，向上发展到包括虚拟化和网络等中间件，最后到应用层。很难对整个堆栈做出概括，因为各个部分是如此不同，可能的组合数量几乎是无限的。但在正常使用的情况下，测量移动设备的电池寿命并找出需要改进的地方是很容易的，如果人们打算购买最终产品的话。

过去，运行在智能手机或家用机顶盒上的应用程序或实用程序与运行在数据中心服务器上的应用程序或操作系统几乎没有关系，但物联网越来越多地将这些世界连接在一起。小型设备需要利用数据中心(在某些情况下是网络边缘服务器)的处理能力和存储，同时在本地进行其他处理。汽车需要下载更新。这些设备中的所有软件都需要更有效地协同工作，以最大限度地延长设备的电池寿命，并将数据中心内的电力成本降至最低。

'纽核力'产品线的高级产品经理Andrew Caples说:“你不能只带一个更大的电池导师图形．“你需要能够在必要时利用附加计算和处理的单个核心，并在不需要时优雅地将它们删除。”

Caples指出了一些技术，比如在同一个核心上同时运行多个进程的组合，以及通过更好的分区和调度来提高空间域效率，这些都是减少处理数据所需功耗的方法。“这样做会让你看起来拥有比实际更多的资源。您可以释放内存以运行不同的应用程序，然后可以加载不同的应用程序并确定下一个应用程序。这与今天可能实现的目标相去甚远。它可以让你更好地进行划分。”

空间域分区开始用于安全关键的应用程序，其中手臂他指出，微软的TrustZone正被用来存放安全应用程序，以保持它们之间的隔离。

硬件的变化
与软件的变化同步的是硬件的变化。对于谷歌和Facebook这样的公司来说尤其如此，他们处理的数据类型非常具体，可以使用不同的硬件方法进行优化。这包括使用特定内存配置的管道和扩大的总线。谷歌已经开发了它所谓的东西warehouse-scale电脑．与此同时，Facebook创造了一个所谓的数据中心fabric其目标是将数据中心转变为高性能网络，而不是将计算限制在集群中。

但是，由ARM开发的更通用的异构多核服务器芯片，以及考虑到即将收购Altera，可能由英特尔开发的多核服务器芯片，都旨在实现更细粒度的处理方法。ARM一直在大力进军数据中心领域，与惠普(HP)等公司结盟月球探测器，可以针对不同的工作负载进行配置。它在PayPal和Online.net实验室这是一家法国云服务提供商。

ARM物理IP部门的高级产品营销经理Wolfgang Helfricht说:“过去，如果你关注物理IP，目标是让ARM核心运行得越来越快。“现在更多的是关于如何降低频率。

其他人也同意。该公司应用工程高级总监Arvind Shanmugvel表示:“这些都是针对功耗与性能进行调整的低功耗架构有限元分析软件．“这是一段时间以来人们用于移动处理的相同概念，即有高性能内核和低性能内核。如今的每一种设计都采用了暗硅，90%的时间都处于休眠状态。”

设计更改
然而，半导体领域变化的最大驱动力，可能是过去从未直接互动的多个市场的融合。IP市场整合为少数几家大公司——arm，Synopsys对此，节奏， Mentor Graphics，想象力的技术，Kilopass——再加上在最先进的节点上开发工艺技术的困难，使得EDA和IP供应商、晶圆代工厂和芯片制造商(包括自己生产芯片的系统供应商，如苹果和三星)聚集在一起。

这是一个新的协作水平，主要是由复杂性和上市时间需求驱动的，它正在重新定义芯片从架构到物理实现、验证、制造和测试的开发方式。无论是移动芯片还是为数据中心开发的芯片，这种合作都有很大的意义，其中一个结果是重新思考数据中心或云的真正构成。

“如果你映射数据流，并从存储到SAN(存储区域网络)到动态随机存取记忆体对于服务器跟踪1和0的物理路径，你可以找到100倍的改进空间，”Synopsys的低功耗验证架构师Srikanth Jadcherla说。“新的架构可以在此基础上带来数量级的改进。这就是为什么现在正在开发的一些新架构能够存活下来的原因。但这不仅仅是我们今天拥有的数据中心。在汽车或应急车辆中也会有移动大数据，这将是他们自己的物联网指挥中心。您将能够在应急车辆上运行诊断程序。如果他们在一个没有信号的地方进行医疗干预，他们可以依靠便携式医疗系统。”

这些服务器中的所有组件，无论是否可移植，都必须重新考虑。这在设计方面提供了一个有趣的转变，因为工具只识别可操作的项目。在那之后，就轮到设计团队思考他们想要实现什么。

“你可能已经得到了概念，但还有其他问题，如区域、性能、设计、创造力，你可能想以不同的方式应用，”Mark Milligan说，at的营销副总裁Calypto．这里的区别是微体系结构，而不是体系结构，所有这些都可以以独特的方式组合起来以满足特定的需求。这正是云计算中所提倡的节能方式，而且由于购买和维护这些服务器的低成本，它吸引了越来越多的数据中心的注意。它们不会取代大型机或强大的至强(Xeon)、POWER或Sparc处理器，但它们可能会以越来越快的速度作为补充。

Cadence公司低功耗解决方案营销总监Krishna Balachandran说:“现在不同的是，每个人都在寻找更好的功率分析。“每个人都想要一个更准确的估计。在过去，他们只是为了性能而设计。现在你有大量的数据，你的冷却成本很高，你必须在一定的电力预算内设计规格。这是一个很大的变化。五年前，我们会告诉我们的客户我们有一个低功耗的解决方案，他们会听，然后什么都不会发生。今天，我们接到了询问低功耗解决方案的电话。”