算力多元時代，為不同架構(gòu)的服務(wù)器芯片提供了更加廣闊的發(fā)展機(jī)遇。近兩年，國內(nèi)RISC-V服務(wù)器芯片創(chuàng)業(yè)熱，涌現(xiàn)出藍(lán)芯算力、進(jìn)迭時空、超睿科技等一批代表性企業(yè)。
2009年Arm宣布進(jìn)軍服務(wù)器市場起，到今年已是第15個年頭，從早期的高開低走，中期的巨頭入局，到如今的快速增長，成為X86之外的最主要架構(gòu)，過程跌宕起伏。中國是Arm服務(wù)器芯片產(chǎn)業(yè)重要的推動者和受益者，回顧這風(fēng)云激蕩的15年，有助于把握服務(wù)器架構(gòu)發(fā)展變革的脈絡(luò)，為國內(nèi)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展和產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設(shè)提供借鑒及參考，同時，也為未來發(fā)展的黃金十年帶來更多期許。
2011-2016：粉墨登場，高開低走
2008年，芯片出貨量突破100億片，在手機(jī)市場風(fēng)頭正勁的Arm開始醞釀服務(wù)器芯片計劃。
相伴而生的是手機(jī)App產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)催生云計算時代初露崢嶸，數(shù)據(jù)中心開始面臨能耗挑戰(zhàn)，行業(yè)迫切需要找到一種能以較低的功耗來處理大量并行化、輕量化負(fù)載的解決方案，而Arm架構(gòu)所具備的多內(nèi)核、高并行、低功耗的特性恰好能夠滿足數(shù)據(jù)中心的這種新需求。
2011年，Arm推出旗下首款64位v8架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了高性能與節(jié)能核心相結(jié)合，由此開啟Arm服務(wù)器芯片的第一波發(fā)展浪潮。2012年，AMD推出首顆基于Arm架構(gòu)的64位服務(wù)器芯片，成為Arm服務(wù)器芯片的重要里程碑。
隨后的幾年間，Calxeda、AMCC、博通、Cavium、高通、三星、NVIDIA等眾多芯片設(shè)計企業(yè)都相繼推出基于Arm架構(gòu)服務(wù)器芯片計劃，行情水漲船高。當(dāng)時一些樂觀的預(yù)測認(rèn)為，到2019年，Arm服務(wù)器芯片出貨量將占到總體市場的20%~25%。
高開之后就是低走。2013年底，先鋒創(chuàng)企Calexda因資金問題率先倒下。2016年，AMCC將Arm服務(wù)器業(yè)務(wù)剝離。AMD低調(diào)放棄Arm服務(wù)器，戰(zhàn)略重心重回X86與GPU。博通被安華高收購后，終止了Arm服務(wù)器項目Vulcan。2017年，高通為準(zhǔn)備被博通的收購計劃優(yōu)化財務(wù)數(shù)據(jù)終止Arm服務(wù)器芯片Centriq。
盡管從技術(shù)和商業(yè)邏輯上看，Arm服務(wù)器芯片當(dāng)時有相當(dāng)充分的存在理由，也不斷有芯片設(shè)計企業(yè)在嘗試通過Arm架構(gòu)開發(fā)服務(wù)器芯片產(chǎn)品，但遺憾的是，這些努力最終在市場上并未取得預(yù)想的成功。
Arm能夠在手機(jī)領(lǐng)域快速發(fā)展，得益于蘋果和谷歌兩大頂級巨頭的助力，蘋果是其直接客戶，谷歌則為Arm其它的直接客戶鋪平了安卓軟件生態(tài)。
對比移動終端市場生態(tài)，數(shù)據(jù)中心服務(wù)器市場的玩家完全不同，只有芯片公司推不動，要有超級用戶和系統(tǒng)商下場才能改變局面。
2017-2022：巨頭入場，扭轉(zhuǎn)時局
2017年，服務(wù)器行業(yè)的大佬們陸續(xù)入場了。
2017年，英特爾前總裁，數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人Rene James創(chuàng)辦了Ampere, 獲得了數(shù)據(jù)庫與云計算巨頭Oracle的重度戰(zhàn)略投資，一副“你能做，我要用”的閉環(huán)架勢。
2018年，Amazon發(fā)布Graviton芯片并部署在自家AWS，開創(chuàng)Arm服務(wù)器規(guī)模部署的新局面。此后Graviton系列每兩年更新一代，目前已經(jīng)發(fā)展到Graviton 四代，占據(jù)AWS部署的比例快速攀升。谷歌、微軟等近年來也相繼高調(diào)宣布了自研Arm架構(gòu)服務(wù)器CPU的部署計劃，提升云服務(wù)的能效比與TCO應(yīng)對AWS的優(yōu)勢。
2019年初，華為宣布推出業(yè)界最高性能Arm架構(gòu)服務(wù)器芯片——鯤鵬920（Kunpeng 920），以及基于鯤鵬920的三款TaiShan服務(wù)器、華為云服務(wù)，刷新計算性能新紀(jì)錄。阿里云也加入Arm服務(wù)器造芯行列，2021年，阿里旗下平頭哥首顆ARM架構(gòu)服務(wù)器芯片倚天710發(fā)布，并表示將快速在阿里云部署。
短短幾年，隨著云服務(wù)廠商和系統(tǒng)廠商的入局，電信運(yùn)營商以及行業(yè)用戶不斷加大Arm服務(wù)器采購比例。 Arm架構(gòu)服務(wù)器CPU開始顯現(xiàn)出高增長趨勢，據(jù)統(tǒng)計市場規(guī)模平均年復(fù)合增長率超過20%。
超級用戶親身下場是決定性因素，軟件生態(tài)、供應(yīng)鏈上下游的多角色合力推進(jìn)，促成了Arm服務(wù)器芯片的真正落地與快速發(fā)展。同時，Arm架構(gòu)服務(wù)器的優(yōu)勢開始顯現(xiàn)于放大。
一是隨著數(shù)據(jù)中心規(guī)模的不斷提升，占地與體積、能耗與運(yùn)維意味著更多的資金投入。TCO成為重要的衡量指標(biāo)。Arm架構(gòu)服務(wù)器在能效比上具有優(yōu)勢。
二是軟件生態(tài)環(huán)境日臻完善。Arm過去15年的持續(xù)推動，聯(lián)合包括軟件公司、芯片公司、器件供應(yīng)商與整機(jī)廠商、云計算廠商等眾多產(chǎn)業(yè)鏈合作伙伴，整合軟硬件的適配，降低采購與部署難度。
三是英特爾在進(jìn)入14nm之后制程工藝迭代節(jié)奏明顯放緩。2019年后Arm服務(wù)器芯片伙伴基于臺積電7nm工藝量產(chǎn)，目前的設(shè)計已經(jīng)發(fā)展到5納米和3納米工藝，制程上反而領(lǐng)先了英特爾。這意味著Arm服務(wù)器CPU在功耗和成本上的優(yōu)勢將進(jìn)一步凸顯。
Arm服務(wù)器生態(tài)日臻成熟，加上國產(chǎn)化大背景，2020-2021年間，國內(nèi)Arm服務(wù)器芯片設(shè)計初創(chuàng)企業(yè)陸續(xù)涌現(xiàn)。例如采用Arm Neoverse-N系列CPU核設(shè)計和銷售服務(wù)器芯片的遇賢微、鴻鈞微、啟靈芯，相繼完成數(shù)輪數(shù)億元級的融資。2023年進(jìn)入大眾視線的博瑞晶芯，基于ARM架構(gòu)授權(quán)開發(fā)自研CPU核以及大額融資頗受市場關(guān)注。
2023-2032：收獲時節(jié)，瓜落誰家
縱觀全球Arm服務(wù)器芯片設(shè)計企業(yè)的特征，大致可以分為三大類別。
一是超大規(guī)模云服務(wù)廠商與系統(tǒng)設(shè)備廠商，他們根據(jù)自營數(shù)據(jù)中心或整機(jī)方案來設(shè)計芯片并優(yōu)化軟硬件解決方案，為自身的業(yè)務(wù)垂直化降低成本、構(gòu)建穩(wěn)定的供應(yīng)鏈，并且試圖形成對終端用戶可見的差異化競爭力。他們本身不對外銷售芯片或主板，只提供云服務(wù)或整機(jī)，服務(wù)于自身垂直業(yè)務(wù)的需求。
二是如Ampere、博瑞晶芯等通過架構(gòu)級別的自研創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)競爭力的獨(dú)立廠商，該模式對技術(shù)能力和資金需求都具備較高的門檻，能夠?qū)崿F(xiàn)更好的產(chǎn)品差異化水平，同時利用Arm生態(tài)便利性，滿足基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的靈活適配性要求和定制化能力。
第三種是通過購買Arm公版Neoverse-N系列CPU核與總線互聯(lián)CMN、自己聚焦SoC集成的芯片廠商，對初創(chuàng)公司以這種模式起步容易，但因高度依賴Arm公版從而缺乏設(shè)計靈活性與深度優(yōu)化手段，在一定程度上也可滿足行業(yè)客戶的SoC層級微小差異定制化需要。
十五年起起伏伏，終于迎來了確定性。隨著產(chǎn)業(yè)生態(tài)的完善，自研創(chuàng)新向縱深挺進(jìn)，Arm服務(wù)器產(chǎn)業(yè)將邁入收獲期。
從海外看，Arm服務(wù)器芯片的核數(shù)，性能、能效正被不斷推向新的高度。2023年5月，Ampere推出全新的AmpereOne系列處理器，基于5nm工藝節(jié)點(diǎn)自研內(nèi)核，擁有多達(dá)192個單線程Ampere核，內(nèi)核數(shù)量為業(yè)界最高。11月，Amazon發(fā)布自研96核Graviton 4 數(shù)據(jù)中心處理器；微軟宣布部署定制128核Arm服務(wù)器芯片Microsoft Azure Cobalt……
2023年行業(yè)企業(yè)的設(shè)備招標(biāo)文件顯示國產(chǎn)Arm服務(wù)器的采購量增長顯著。國內(nèi)市場，飛騰、鯤鵬等已耕耘多年，國內(nèi)2020/2021期間成立的初創(chuàng)公司將陸續(xù)投片或提供芯片。據(jù)悉，博瑞晶芯的第一代產(chǎn)品預(yù)計在今年下半年公布，并計劃在接下來每兩年更新一代。其芯片設(shè)計將從底層能力構(gòu)建差異化，包括在多核數(shù)和主頻上有較大的提升，以及CPU核、總線互聯(lián)技術(shù)自研，低功耗方案設(shè)計等，有望給客戶提供更高能效比的靈活設(shè)計方案，同時通過自研核有助高端芯片設(shè)計走出一條國產(chǎn)化的特色之路。
機(jī)構(gòu)預(yù)測到2030年，Arm架構(gòu)服務(wù)器全球占比將會達(dá)到30%，中國的比列將會高于全球。在數(shù)字經(jīng)濟(jì)、數(shù)字化轉(zhuǎn)型的浪潮中，有力支撐起國產(chǎn)算力的底座。
