科工力量：國內公司發力高性能服務器芯片，自產自銷不失穩當

2021-11-02

【文/觀察者網專欄作者鐵流】

日前，阿里雲旗下的平頭哥半導體公司發佈服務器CPU倚天710。企業介紹，倚天710基於ARM最新的ARMv9架構設計，採用5nm工藝製造，單芯片容納高達600億晶體管，128個CPU核心，主頻最高達到3.2GHz。就數據來看，倚天710在SPECInt2017基礎測試中，倚天710跑分達到440分，超過行業標杆20%。

整體上説，倚天710證明ARM芯片從設計到製造的全球產業鏈在流程上已經非常成熟，在全球分工開放的情況下，國內企業重視並紮紮實實花大力氣投入，有望設計出高性能ARM CPU，這也證明國內SoC設計人才和技術水平已經達到國際主流水準。

一款CPU走完設計製造封裝測試到獲得樣片、量產全流片，一般需要三年，這是行業一般規律，像英特爾、AMD、ARM那樣每年出新品，都是幾個設計團隊車輪戰，你方唱罷我登場，輪番推出自己的產品，有時候還存在推出一代新架構後，每年一小改，改幾代用幾年的情況。

企業介紹，倚天710基於ARMv9指令集，ARMv9是ARM於3月31日推出的。在ARM推出v9的半年後，阿里雲就推出基於ARMv9“自研”的倚天710，筆者推測，平頭哥公司是基於ARMv9公版架構設計了一款ARM CPU。

近年來，ARM CPU性能可謂是突飛猛進，根據ARM官方消息，Cortex A78 CPU最高性能比5年前推出的Cortex A73 CPU提升2.5倍。ARM下一代的Matterhorn架構及Makalu架構會相對於X1/A78這一代保持30%以上的IPC性能提升，如果ARM的PPT不注水，那麼，這基本上已經接近或達到X86主流水平。

多年前，ARM Cortex A57大致與X86陣營尾部的VIA nano性能相當，短短數年間，ARM公版架構就接近到X86主流水平，這種追趕速度讓人深刻體會到ARM強悍的技術迭代能力。

此前，不少互聯網公司曾經表示將開發ARM服務器CPU，本次阿里雲的成功或引發連鎖反應。相對於ARM公版架構在過去幾年裏突飛猛進，飛騰的ARM CPU的CPU核則進步緩慢，從2014年至2021年，其CPU IPC僅提升了20%左右。

華為ARM 服務器CPU一共出了四款，第一款（1610）和第二款直接買A57（1612）設計SoC，第三款買A72（1616）設計SoC，這個屬於買IP設計SoC，是ARM在技術迭代。第四款ARM CPU（1620）可以説是在沒有前代CPU的情況下橫空出世，CPU核性能與A76處於同一水平。

由於飛騰的ARM CPU IPC提升緩慢，華為因眾所周知原因下一代ARM CPU遲遲不見蹤影，本次阿里的倚天710可以説是刷新了國產ARM CPU的紀錄。不過，從技術史上看，ARM通用服務器之路並不平坦。

過去這些年，ARM服務器CPU一度被諸多行業人士看好，被認為有希望取代X86，或侵蝕部分X86服務器CPU市場。AMD、高通、博通等一大批知名公司相繼參與，想要ARM在服務器領域複製在智能手機領域的成功。

然而，ARM服務器CPU的市場表現並不理想。博通、AMD以及一批名不見經傳的小廠已經放棄ARM服務器CPU，AMD把重心轉向X86 CPU，博通則把自己重金開發的ARM服務器CPU直接賣給了凱為。馬維爾在收購凱為獲得X2和X3之後，也對ARM服務器CPU團隊進行了大裁員，大陸和印度團隊都裁掉了，只在美國本土保留一個小團隊，並宣佈放棄ARM通用服務器CPU。一些小廠在推出幾款ARM服務器CPU之後，就聽不到後續消息了。國內方面，華芯通做了幾年後也關門了。

行業有個説法，純商業模式下，無論是X86進手機，還是ARM進服務器，都基本沒戲。商業市場打不開，黨政國企採購呢？筆者注意到，黨政機關和國企事業單位因行政命令採購ARM服務器的現象，依然存在。至於大公司的零星採購，大多是搞一個方案B，不是規模替換。什麼時候像BATJ這樣的互聯網公司規模化採購，替換數據中心30%以上的X86服務器，那才可以稱為對X86造成威脅。

ARM服務器CPU正在退潮，但少數有能力實現“自產自銷”的廠商，比如亞馬遜這樣的雲計算巨頭，是有實力和能力去“消化”自己設計的ARM服務器CPU。2015年，亞馬遜開始針對雲服務設計定製SoC，當時該公司收購了以色列一家公司。在ARM服務器方向，目前亞馬遜雲科技的Graviton處理器已經獲得市場的認可，價格和性能都在不斷提升。

自產自銷，阿里雲無疑也是這樣的路線。據Gartner歷年報告，阿里雲全球市場份額連續五年上漲，從2016年的3.7%漲至2020年的9.5%，與谷歌雲的6.1%拉開差距，排名全球第三，僅次於微軟Azure；第一名亞馬遜AWS的份額從原先2016年的53.7%降到40.8%。就中國市場而言，中國信通院在《雲計算發展白皮書(2020年)》顯示，公有云市場阿里雲位居中國第一。從不同機構數據可看出，阿里雲是中國市場的領導者，佔有40%左右的份額。

總的來説，作為一款由ARM提供技術授權，由大陸工程師完成SoC設計，由台積電完成製造的服務器CPU，作為一款依靠全球產業鏈打造的ARM芯片，倚天710是一款性能優越的商業芯片，在阿里雲自產自銷的模式下，前景是可以期待的。但國內民眾在為阿里雲取得的成績喝彩的同時，亦要清醒認識到，中國企業做對了什麼，還需要做什麼。

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