阿里平頭哥發(fā)布首顆5nm通用服務(wù)器芯片！基于ARMv9架構(gòu)，性能超業(yè)界標(biāo)桿20%

大數(shù)據(jù)文摘出品

作者：Caleb

殺瘋了！

10月19日凌晨，蘋果剛剛拿出M1 Pro和M1 Max兩款芯片，幾個(gè)小時(shí)后剛開幕的云棲大會(huì)上，平頭哥芯片家族就再添一員猛將——倚天710。

和2019年的AI推理芯片含光800不同，倚天710是一顆通用服務(wù)器CPU芯片，采用了業(yè)界最先進(jìn)的5nm工藝，單芯片容納高達(dá)600億晶體管。

在芯片架構(gòu)上，基于最新的ARMv9架構(gòu)，內(nèi)含128核CPU，主頻最高達(dá)到3.2GHz。在內(nèi)存和接口方面，集成了DDR5、PCIE5.0等技術(shù)，能有效提升芯片的傳輸速率，還可適配云的不同應(yīng)用場(chǎng)景。

官方介紹表示，該芯片是業(yè)界性能最強(qiáng)的ARM服務(wù)器芯片，性能超過業(yè)界標(biāo)桿20%，能效比提升50%以上。

阿里云智能總裁、達(dá)摩院院長(zhǎng)張建鋒表示：“基于阿里云‘一云多芯’和‘做深基礎(chǔ)’的商業(yè)策略，我們發(fā)布倚天710，希望滿足客戶多樣性的計(jì)算需求，這款芯片不出售，主要是阿里云自用。我們將繼續(xù)與英特爾、英偉達(dá)、AMD、ARM等合作伙伴保持密切合作，為客戶提供更多選擇。”

接下來，我們就更細(xì)致地看看這款倚天710。

第一顆采用5nm工藝的服務(wù)器芯片

我們都知道，芯片內(nèi)部是由大量晶體管組成的復(fù)雜電路，其中晶體管的柵極是最窄的線條，這個(gè)線條的寬度就代表了工藝的大小。工藝越小，單位面積所能容納的晶體管就越多，芯片的性能就越強(qiáng)，但數(shù)值越低，對(duì)技術(shù)的要求也越高。

而倚天710是第一顆采用5nm工藝的服務(wù)器芯片，采用了5nm工藝，容納了600億晶體管。

為此，倚天710采用很多領(lǐng)先技術(shù)，比如ARMv9、DDR5、PCIe5.0等，這些技術(shù)都是剛剛誕生不久，在研發(fā)過程中也做了深度定制，同時(shí)也引入了自研技術(shù)。

平頭哥從前端架構(gòu)設(shè)計(jì)到后端物理實(shí)現(xiàn)都是自研，因此研發(fā)既面臨著工藝和IP不成熟的困難，還要針對(duì)云場(chǎng)景的獨(dú)特要求做定制化設(shè)計(jì)，技術(shù)上保障性能、功耗的均衡。

在前端設(shè)計(jì)方面，為解決核數(shù)眾多條件下的帶寬瓶頸，平頭哥對(duì)于片上互聯(lián)作出特殊優(yōu)化，采用了新的流控算法，降低系統(tǒng)反壓，有效提升了系統(tǒng)效率和擴(kuò)展性，使單核高性能有效地轉(zhuǎn)化為整個(gè)系統(tǒng)的高性能。

此外，通過新的系統(tǒng)地址到DRAM地址的轉(zhuǎn)換機(jī)制，支持安全、非安全隔離、多NUMA、異常通道隔離多種特性，同時(shí)DRAM讀寫效率大幅度提升；

在后端物理實(shí)現(xiàn)方面，研究人員調(diào)度多達(dá)30種不同EDA軟件、深度定制時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)和定制IP技術(shù)，此外平頭哥還采用了先進(jìn)的多芯片堆疊技術(shù)，確保芯片性能、功耗的優(yōu)化。

從專用芯片走向通用芯片，倚天710的成功研發(fā)，也標(biāo)志著平頭哥具備大型復(fù)雜芯片的研發(fā)設(shè)計(jì)能力。

對(duì)此，Arm基礎(chǔ)設(shè)施事業(yè)部全球副總裁鄒挺表示：“平頭哥在服務(wù)器處理器倚天710芯片的研發(fā)成果無疑是一項(xiàng)重大的里程碑，同時(shí)也驗(yàn)證了Arm IP在基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的產(chǎn)品路線圖以及每瓦性能的優(yōu)勢(shì)。期待繼續(xù)與平頭哥和阿里巴巴在芯片設(shè)計(jì)、軟件應(yīng)用優(yōu)化以及生態(tài)孵化方面開展進(jìn)一步深入的合作?！?/p>

平頭哥的自研芯片之路

平頭哥于2018年成立，過去三年已推出多款業(yè)界領(lǐng)先的芯片類產(chǎn)品，平頭哥表示，未來阿里還會(huì)繼續(xù)堅(jiān)持投入芯片的研發(fā)。

其實(shí)從過去也不難看出，平頭哥的成功，都是有跡可循的。

2016 年，阿里投資軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）芯片公司Barefoot以及翱捷科技、寒武紀(jì)、中天微、恒玄科技等多家芯片公司。

2017年，阿里成立達(dá)摩院，組建了一支由半導(dǎo)體行業(yè)頂級(jí)專家組成的技術(shù)團(tuán)隊(duì)。

2018年，阿里全資收購(gòu)大陸唯一擁有自主嵌入式CPU IP core的中天微。也正是在同一年的云棲大會(huì)上，達(dá)摩院芯片研發(fā)團(tuán)隊(duì)與中天微團(tuán)隊(duì)合并，平頭哥半導(dǎo)體公司宣布成立。

2019年7月，平頭哥發(fā)布當(dāng)時(shí)業(yè)界性能最強(qiáng)的RISC-V處理器玄鐵910。玄鐵910的發(fā)布意味著基于RISC-V架構(gòu)的高性能芯片成為可能，也讓芯片設(shè)計(jì)的門檻進(jìn)一步降低，并為終端提供算力基礎(chǔ)設(shè)施。

同年的云棲大會(huì)上，平頭哥發(fā)布阿里第一顆芯片含光800，這是一顆針對(duì)場(chǎng)景深度定制的芯片，創(chuàng)造了性能和能效比的兩項(xiàng)第一。目前，含光800已規(guī)模化部署于阿里云，基于這顆自研芯片的阿里云為云上企業(yè)提供了差異化選擇，目前已應(yīng)用于搜索推薦、視頻直播等場(chǎng)景。

隨后便是在今年的云棲大會(huì)上，阿里推出首個(gè)通用服務(wù)器芯片倚天710，通用CPU的重要性和難度想必是不言而喻，哪怕是今天，具備這一技術(shù)能力的企業(yè)也寥寥可數(shù)。

在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試集SPECInt2017上，倚天710芯片的性能分?jǐn)?shù)超過440，直接登頂芯片性能排行，甚至性能超過業(yè)界標(biāo)桿20%，能效比提升50%以上。

據(jù)了解，此次發(fā)布的倚天710將在阿里云數(shù)據(jù)中心部署，并逐步服務(wù)云上企業(yè)。

隨著倚天710的發(fā)布，平頭哥已擁有處理器IP、AI芯片及通用芯片等產(chǎn)品家族。其中，玄鐵系列為AIoT終端芯片提供高性價(jià)比IP，AI芯片含光800通過阿里云為人工智能場(chǎng)景提供極致AI算力，通用服務(wù)器芯片倚天710則通過阿里云為云上客戶提供差異化的頂級(jí)算力。

同時(shí)，平頭哥也表示，將開源玄鐵RISC-V系列處理器。對(duì)此平頭哥說到，對(duì)于正在上升期的RISC-V架構(gòu)技術(shù)而言，只有更多的開發(fā)者和企業(yè)使用，才能共同推進(jìn)生態(tài)進(jìn)步，真正讓這一技術(shù)在芯片和操作系統(tǒng)等軟硬件層面實(shí)現(xiàn)繁榮，平頭哥也會(huì)從中受益。

同時(shí)，玄鐵RISC-V處理器系列開源，將持續(xù)提供技術(shù)和服務(wù)更新，幫助企業(yè)和開發(fā)者從開源中真正落地，走向商業(yè)成功，共同繁榮“云端一體”的AIoT生態(tài)。

阿里表示，希望能通過自研的強(qiáng)大技術(shù)平臺(tái)和生態(tài)系統(tǒng)能力，推動(dòng)國(guó)產(chǎn)自主芯片的產(chǎn)業(yè)化落地。

希望這一天不會(huì)等得太久。