RK3588系列芯片在Arm集群服务器的项目中的应用分析

RK3588系列芯片是瑞芯微推出的旗舰级高端处理器，具备高性能、低功耗以及强大的多媒体和AI处理能力。在Arm集群服务器项目中，RK3588系列芯片用有明显的性能优势。本文将结合RK3588芯片的性能特征以及ScenSmart的项目经验来分析RK3588在集群服务器项目中的应用，方便行业客户做技术参考。

RK3588系列芯片都具备丰富的计算核心，内部包含CPU、GPU、NPU、VPU、MCU等计算核心，可以为各种应用提供足够的性能支撑。RK3588的每一个SoC节点都可以满足服务器的性能需求，而这些高性能节点组成的集群服务器性能更加强大。

RK3588搭载了四核Cortex-A76和四核Cortex-A55的八核CPU，主频高达2.4GHz，提供出色的运算性能和多任务处理能力。其集成的ARM G610 MP4 GPU支持多种图形接口，能够满足复杂图形处理和游戏应用的需求。

RK3588系列芯片内置了6 TOPs 算力的NPU，支持INT4/INT8/INT16/FP16混合运算。NPU采用三核芯架构，可独立运算，也可协同运算，大幅提升AI运算的处理速度，为人工智能应用提供强大的计算基础。此外，如果大算力是核心需求，也可以外挂AI加速芯片，在不影响节点面积的情况下可以实现26TOPS的AI算力拓展。

RK3588具备超强的多媒体处理能力，自带双8K VPU，支持8K@60fps的视频硬解码和8k@30fps的视频硬编码，支持多种视频编解码标准和图像处理算法，如H.264、H.265、VP9等，以及JPEG编解码器。单个RK3388核心可支持32路1080P@30fps的视频硬解码和16路1080P@30fps的视频硬编码，支持同编同解。

RK3588内含3个Cortex-M0 处理器，对PMU和NPU进行有效控制。

RK3588系列芯片均支持高性能内存，可支持32GB的LPDDR4X|LPDDR5运行内存，每一个SoC节点都可以满足服务器的场景需求，为各种应用提供足够的性能支撑。除了内存，每个SoC的对外数据通信速率也有多种选择，目前1Gbps、2.5Gbps、5Gbps是比较常规的方案。当然，如果对单个SoC节点的通讯速率要较高要求，也可以采用10Gbps的技术方案。

丰富的软件生态

RK3588系列芯片具有非常丰富的软件生态，可支持Debian、buildroot、Ubuntu等Linux发行版系统，还支持鸿蒙OS、UOS、麒麟OS等国产操作系统，具有高度的自由度。丰富的操作系统也方便行业客户进行二次开发，打造差异化的产品。目前hua-chips已经落地过的操作系统有以下几个：

• 麒麟（Kylin）：

        桌面版：V10-SP1-2303/V10-SP1-2403

        国防版：(GFB)V10-U1

        服务器版本：V10-SP2-2101 / V10-SP3-2303

• UOS（统信）:

        桌面版：20-professional-1060

        服务器版本：20-1060a

• 欧拉：

  openEuler-23.03

• Debian：

  Debian11、Debian12

• Ubuntu：

     桌面版：Ubuntu 20.04 LTS、Ubuntu 22.04 LTS

     服务器版：Ubuntu 22.04 LTS

• 安卓：

  安卓12、安卓13、安卓14

• 
  

此外，buildroot和yocto是瑞芯微官方支持的操作系统，如果客户有需求，可以快速完成适配工作。

典型应用场景

Arm集群服务器的应用场景十分多样，除了主流的逻辑运算、存储外，SoC自带的AI核心、视频处理核心等功能IP也极大的拓展了Arm集群服务器的应用场景，下面是几个典型的应用场景。

云手机是Arm集群服务器的主流场景之一。Arm处理器本就是面向移动平台，因此可以轻松运行手机、平板等安卓操作系统，作为云端设备提供服务。由于RK3588系列芯片的硬件规格比较特殊，除了运行原生的1对1（即一个SoC核心加载一个操作系统）模式，通过容器技术，还可以运行1对N（一个即一个SoC核心加载多个操作系统）模式。在优化模式下，一个RK3588节点可以运行6个1080P的安卓高性能容器，相当于六台高流畅度得到安卓手机。以一台80节点的2U集群服务器为例，可以提供480个高性能安卓手机环境。当然，对于性能要求不高的场景，可以运行更多的容器。

云手机在云游戏、数据备份、压力测试、账号运营等方面应用十分广泛，ScenSmart可以提供SDK及源码支持，方便用户二次开发，打造适合自己业务场景的产品。

云电脑的应用模式跟云手机类似，不过运行的环境是桌面版操作系统。云电脑主要应用于大型企业的日常办公需求，该场景对数据安全有着较高的要求，因此采用云电脑的技术来管控数据安全。目前国内政策已经释放明显的信号，关键单位会逐渐清退AMD、Intel以及Windows的产品，因此，国产化设备的需求也迎来了高速增长。在国产化方面，ScenSmart已经适配了麒麟OS、UOS这两个主流的分支，可以满足各行业的日常应用需求。

用RK3588集群服务器来打造视频分析系统是一个非常好的选择。RK3588系列芯片的一个主要应用场景就是视频编解码设备，RK3588内置两个独立的8K VPU，可支持8K视频或多路等效视频的同编同解，结合AI模型，可以对视频进行快速的推理分析。不仅可以解码显示，还可以重新编码，进行存储或者推流。

视频分析系统在智慧安防、智慧交通、智慧校园的应用十分广泛，一台40节点的集群处理器就可以满足1000台以上的FHD摄像机分析需求。

应用服务器是一个比较基础的场景需求，跟传统X86架构服务器一样，主要用于搭建站点、数据库或一些其他的后端服务。

科学计算的需求正日趋旺盛。与传统的X86架构服务器集群相比，Arm集群处理器有很大的能效优势。一台2U的RK3588集群服务器，可容纳80个以上SoC核心，包含640个CPU核心，320个GPU核心，240个NPU核心，以及高达2560GB的高频运行内存，十分适合应用于中小型的科学计算。

需要注意的是，集群服务器的节点采用交换机通讯，相当于多台主机处于同一个网络下，在进行大规模的协同运算时，需要使用分布式计算技术。

与传统X86架构处理器相比，Arm架构的能效表现十分优秀，这也是Arm集群服务器的核心优势之一。RK3588系列芯片采用8nm制程工艺，CPU采用大小核的八核架构，集成G610 MP4图形处理器，算上NPU等计算核心，单个节点的系统满载功耗在25W左右，远低于X86架构的系统功耗。

服务器是一种7*24h运行的设备，电力消耗是后期运维的主要成本之一，这直接关系到项目的盈利情况。除了电力消耗，后期的产品维护也是需要重点考虑的因素。Arm集群服务器集成度高，机房占用空间小，一个机柜可以放更多设备。除此之外，Arm集群服务器大都采用刀片（模组）结构，方便快速拆卸。并且，SoC核心也可以采用B2B的模块形式，可以快速更换，极大降低了人工成本。

RK3588芯片的ARM集群服务器项目通常是客制化项目，可以根据客户的项目需求进行定制，完成系统的BSP开发，并协助客户完成应用开发。Arm集群服务器是一个比较成熟的技术方案，得益于SoC芯片的高集成度，单个系统的节点尺寸可以控制在50*50m以内，这极大提高了项目的灵活性。目前ScenSmart的Arm集群服务器服务器采用交换机的传输方案，也是非常成熟的技术，有多种方案可选。整个项目的灵活性非常高，可以根据客户需求设计产品结构。软件方面也有丰富的技术储备，无论是操作系统、中间件，还是应用层，都可以根据客户的场景需求落地项目。

RK3588系列拥有多颗芯片可选，主要分为RK3588s和RK3588两个系列，两者功能核心一致，性能一直，前者接口较少，体积更小，面向消费类电子。RK3588主要面向商用场景和宽温场景，其高低温耐性更好。RK3588J是工业级芯片，RK3588M是车规级芯片，可以根据自己场景需求选择合适的芯片来定义产品。在进行芯片选型时要结合系统的工作环境和散热能力充分考虑。

结语

RK3588系列芯片在Arm集群服务器项目中展现出强大的技术优势和广泛的应用潜力，能够满足高性能计算、多媒体处理、AI运算等需求，同时具备良好的功耗控制和软件兼容性。近两年基于RK3588芯片的Arm集群服务器处于高速增长状态，市场反响不错，如果您有类似需求，可以点击提交，我们将提供免费评估服务。