ハードから読み解くITトレンド放談

スマートフォンからサーバへ進出するARMプロセッサ（後編）

山本雅史

2018-01-25 06:00

　前編では、ARMプロセッサの低消費電力性や高いパフォーマンスを生かしたサーバへの適用をめぐる歴史を紹介した。後編では、現時点で具体化している製品の特徴や将来性を解説する。

サーバに向けたARMプロセッサが登場

　QualcommのCentriq2400やCaviumのThunderX2は、サーバ向けに一から開発されたARMプロセッサといえる。今までのスマートフォンなど利用されていた英ARM（以下、ARM社）のCortex-A53/A73コアをサーバ向けに流用するのではなく、サーバ用途などを考えてパフォーマンスを重視したCPUコアの開発が行われている。逆に言えば、スマートフォンなどが持つ低消費電力性をある程度犠牲にしている。ただ、それでもX86/X64プロセッサよりは低消費電力だ。

Centriq2400はSamsungの10nmプロセスで製造されている。サーバ向けの設計はQualcomm自身が行った（Qualcomm資料より）

Centriq2400はクラウドインフラとなるサーバ向けに開発された

　QualcommのCentriq2400は、2017年11月に正式に発表され、Qualcommがサーバ向けに独自開発した「Falkor」コアが使用されている。Falkorコアは、64ビット命令（AArch64）のみをサポートしている（32ビット命令のAArch32はサポートせず、32ビット命令のコードは動作しない）。

Centriq2400は独自のFalkorコアを使用。2つのARM CPUコアとL2キャッシュで構成されている

　命令セットとしては、64ビット命令のARMv8をサポートしている。また、ARMの「TrustZone」（高度なセキュリティをサポートする実行環境）や仮想環境にも対応している。ただしARM社はARM V8.2-Aで、以下のサーバ向けの機能をアップデートしている。

人工知能（AI）のニューラルネットワークで利用するベクトル演算機能をサポートする「Dot product and half-precision float」
Type2 仮想化機能のパフォーマンスを強化する「Virtualized Host Extensions」（VMware ESXiなどType1ハイパーバイザは以前からサポート）
キャッシュメモリの一部を外部からアクセスできるようにする「Cache stashing and atomic operations」（外部接続されるAIチップやネットワークチップなどからアクセスを高速化する）
不揮発メモリを使ったメインメモリモジュールをサポートするための「Cache clean to persistence」
サーバにおけるRAS（Reliability：信頼性、Availability：可用性、Serviceability：保守性）機能をサポートする「Server class RAS」
CPUの動作状況を確認できる「CPU Activity monitoring」

　これらの機能がARMv8.2-Aに追加されている。現在ARM V8.2-Aをサポートしているのは、ARM社が2017年5月に発表したCortexA75/A55などだ。

　Centriq2400が使用しているFalkorコアは、2つのARMv8 CPUコアと512KBのL2キャッシュ、リングバス、パワーコントロールなどで構成されている。L2キャッシュは2つのARMv8コアが共有し、CPUコア数はモデルによって異なるが、最大48コアまで用意しされている。L3キャッシュに関しては、Falkorコアごとに2.5MBが用意される。L3キャッシュは全てのFalkorコアで共有するため、48コアの場合は60MBになる。