發(fā)力ARM服務(wù)器芯片市場 高通底氣何在？

　　在服務(wù)器CPU市場,英特爾架構(gòu)一枝獨(dú)秀,市場份額已連續(xù)多年超過90%;POWER和SPARC雖然難挽下滑趨勢,但在關(guān)鍵任務(wù)領(lǐng)域仍有用武之地;幾乎已經(jīng)退出歷史舞臺(tái)的Alpha架構(gòu)得益于在中國超算“神威·太湖之光”中的大量應(yīng)用,被注入了一支強(qiáng)心劑。

　　相比之下,數(shù)年前一度被寄予厚望、曾被視為數(shù)據(jù)中心低功耗變革動(dòng)力的ARM架構(gòu)卻似乎慢慢淡出了我們的視線。然而,這并不代表它將在數(shù)據(jù)中心偃旗息鼓。時(shí)值2016年收尾和2017年開張之期,高通(Qualcomm)在ARM領(lǐng)域連番發(fā)力,讓沉寂許久的ARM服務(wù)器陣營重鳴號角。

　　2016年11月18日,貴州華芯通半導(dǎo)體技術(shù)有限公司北京研發(fā)中心正式啟用?！叭A芯通”是由貴州省人民政府與高通公司共同出資設(shè)立的合資企業(yè),已經(jīng)獲得ARM v8-A 64位處理器架構(gòu)授權(quán)?！叭A芯通”將通過引進(jìn)、消化吸收、再創(chuàng)新,重點(diǎn)針對高端服務(wù)器芯片指令集CPU微結(jié)構(gòu)、多核互連、SOC等關(guān)鍵技術(shù)開展攻關(guān),開發(fā)適合中國市場的先進(jìn)服務(wù)器芯片產(chǎn)品。

　　2016年12月7日,高通宣布全球首款10納米服務(wù)器芯片Qualcomm Centriq 2400開始商用送樣,預(yù)計(jì)2017下半年進(jìn)入商用市場。作為Qualcomm Centriq系列的首款產(chǎn)品,Centriq 2400采用最先進(jìn)的10納米FinFET制程技術(shù),最高可配置48個(gè)內(nèi)核,其所搭載的Qualcomm Falkor CPU,是高通研發(fā)的定制化ARM v8內(nèi)核,通過高度優(yōu)化可實(shí)現(xiàn)高性能,低功耗,特別針對數(shù)據(jù)中心最常見的工作負(fù)載而設(shè)計(jì)。

　　高通如此高調(diào)地對服務(wù)器市場“送秋波”、“秀恩愛”,既吸引了從業(yè)者的視線,也不免引發(fā)疑問:眾所周知,高通是移動(dòng)芯片領(lǐng)域的頂尖廠商,但緣何它會(huì)選擇這個(gè)時(shí)間點(diǎn)發(fā)力ARM服務(wù)器芯片市場呢?

ARM芯片是否還有“搞頭”?

　　這個(gè)疑問的根源,離不開ARM架構(gòu)在服務(wù)器市場曾有的戲劇性發(fā)展經(jīng)歷。

　　大概是2010年,在移動(dòng)端如日中天的ARM陣營表現(xiàn)出了對于服務(wù)器和數(shù)據(jù)中心的野心。當(dāng)時(shí),數(shù)據(jù)中心能耗瀕臨上限,“大數(shù)據(jù)”已經(jīng)露出了爪牙,數(shù)據(jù)中心迫切地希望找到一種能以較低的功耗來處理大量并行化、輕量化負(fù)載的方法,而ARM架構(gòu)處理器所具備的多內(nèi)核、高并行、低功耗的特性正好滿足了數(shù)據(jù)中心的這種新需求。

　　于是,業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為,ARM芯片將成為數(shù)據(jù)中心新的“顛覆者”,前景一片光明。隨后,Facebook等大型互聯(lián)網(wǎng)廠商開始定制ARM服務(wù)器,Marvel、Cavium、Applied Micro Circuits、三星等芯片廠商紛紛加入ARM服務(wù)器芯片的研發(fā),惠普等服務(wù)器廠商開始測試ARM服務(wù)器,而2012年x86服務(wù)器芯片老兵AMD宣布推出64位ARM服務(wù)器芯片,更是為ARM進(jìn)軍數(shù)據(jù)中心加上了助燃劑。

　　當(dāng)時(shí),分析師們曾經(jīng)樂觀地預(yù)測,到2019年,ARM服務(wù)器芯片出貨量將占到總體市場的20%~25%。

　　然而,ARM的數(shù)據(jù)中心之路走得并不如預(yù)料中那樣順暢。2013年底,ARM服務(wù)器領(lǐng)域的先驅(qū)Calexda成為“先烈”,為ARM在數(shù)據(jù)中心的發(fā)展前景蒙上一層陰影。2016年,Applied Micro表示將出售ARM服務(wù)器業(yè)務(wù);也有消息稱博通也將結(jié)束ARM服務(wù)器計(jì)劃;而曾經(jīng)讓人看好的AMD,又將重心轉(zhuǎn)回了x86和GPU。

　　所以,回顧這幾年ARM服務(wù)器芯片的發(fā)展歷程,好似“一壺水被迅速燒熱又逐漸冷卻”,這種尷尬局面讓人不得不對ARM服務(wù)器芯片的未來感到困惑。

　　再回到上面的問題,ARM服務(wù)器芯片還有“搞頭”么?高通為何在有先驅(qū)屢屢失利、甚至成為“先烈”的情況下高調(diào)進(jìn)軍服務(wù)器和數(shù)據(jù)中心?高通ARM服務(wù)器芯片賴以生存的根基和底氣又在哪里?

　　高通在打怎樣的“小算盤”?

　　高通是一家精明的企業(yè),否則無以成為移動(dòng)芯片界的龍頭企業(yè)。在我看來,高通選擇在這個(gè)時(shí)間點(diǎn)高調(diào)入局,其根本原因在于看好ARM服務(wù)器芯片市場的復(fù)蘇趨勢和發(fā)展前景。

　　的確,ARM服務(wù)器市場正在復(fù)蘇。盡管經(jīng)歷了幾年的不溫不火,ARM服務(wù)器芯片卻在近兩年,特別是2016年,迎來了一個(gè)重要的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。

　　過去幾年中,ARM服務(wù)器芯片在市場、技術(shù)和生態(tài)環(huán)境方面尚不成熟,而今,不管是市場、技術(shù)還是生態(tài)方面,它都面臨著近年來最佳的一個(gè)生長環(huán)境。

　　第一,先看市場。前文提過,ARM的優(yōu)勢在于多內(nèi)核、高并行、低功耗,這樣的能力非常適合數(shù)據(jù)中心的并行化、輕量化負(fù)載,如搜索、Web、CDN、冷存儲(chǔ)等。但由于ARM服務(wù)器芯片發(fā)展過慢,而英特爾x86服務(wù)器芯片的能效比也在不斷提升,數(shù)據(jù)中心對于ARM的需求已經(jīng)不是那么強(qiáng)烈。

　　如今的市場和幾年前已經(jīng)不可同日而語。時(shí)下,互聯(lián)網(wǎng)日趨繁榮,移動(dòng)終端數(shù)量高速增長,物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展,云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)、社交引領(lǐng)了新一輪的技術(shù)革命。在這些新趨勢中,數(shù)據(jù)有集中也有分散,不論是貯藏了海量數(shù)據(jù)的大規(guī)模數(shù)據(jù)中心,還是分散在網(wǎng)絡(luò)邊緣的計(jì)算節(jié)點(diǎn),都希望將每瓦特性能放在首位,更加注重空間和能耗的節(jié)約,用更少的成本從數(shù)據(jù)的流動(dòng)中掘金。

　　同時(shí),人工智能、深度學(xué)習(xí)、機(jī)器視覺計(jì)算等新興應(yīng)用負(fù)載的大熱將異構(gòu)計(jì)算推到了舞臺(tái)中央,單一的CPU架構(gòu)已經(jīng)無法滿足這些應(yīng)用對于浮點(diǎn)計(jì)算能力、并行度、能效等方面的需求,于是,近年來CPU+GPGPU、CPU+FPGA等異構(gòu)計(jì)算方式大行其道,其中,ARM+GPGPU、ARM+FPGA也因更具能效優(yōu)勢,被視為一種理想的異構(gòu)計(jì)算方式。

　　在這些新興應(yīng)用和趨勢中,單純的英特爾架構(gòu)方案已經(jīng)不能完全讓大型數(shù)據(jù)中心的用戶滿意,雖然英特爾CPU的能效比在不斷提升,并且也具備Xeon Phi協(xié)處理器方案,但大型互聯(lián)網(wǎng)用戶更希望追求極致,將數(shù)據(jù)中心的能效做到更高。

　　于是,ARM又迎來了新的機(jī)會(huì)。2013年百度在其南京數(shù)據(jù)中心首次應(yīng)用ARM服務(wù)器來支撐百度云服務(wù),將TCO降低了25%,存儲(chǔ)密度提升了70%。本月初,又有消息稱,ARM將與阿里巴巴集團(tuán)在數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)方面展開合作,阿里巴巴將在自身數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器上大量采用ARM架構(gòu)低功耗CPU,以逐步替換英特爾產(chǎn)品。

　　第二,再看技術(shù)。過去幾年中,ARM服務(wù)器芯片的絕對性能提升并不高,故而ARM服務(wù)器只能被應(yīng)用于一些輕量化的場景中。

　　而新近亮相的高通Qualcomm Centriq 2400,則將ARM服務(wù)器芯片的規(guī)格提升到了一個(gè)新的臺(tái)階:集成高達(dá)48個(gè)內(nèi)核,率先采用10nm工藝(領(lǐng)先于英特爾的14nm),內(nèi)核經(jīng)過高度優(yōu)化,可同時(shí)實(shí)現(xiàn)高性能與低功耗,專門針對數(shù)據(jù)中心最常見的工作負(fù)載而設(shè)計(jì)。雖然高通沒有公布Centriq的進(jìn)一步細(xì)節(jié),但從核心數(shù)量和工藝上來推測,Centriq在性能與功耗方面的綜合表現(xiàn)將能夠與英特爾的主流芯片一較高下,且很有可能也領(lǐng)先于AMD即將推出的Zen服務(wù)器芯片。