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發(fā)力ARM服務器芯片市場 高通底氣何在

2017-01-11
關鍵詞: ARM 高通 服務器

服務器CPU市場,,英特爾架構一枝獨秀,,市場份額已連續(xù)多年超過90%,;POWER和SPARC雖然難挽下滑趨勢,但在關鍵任務領域仍有用武之地,;幾乎已經退出歷史舞臺的Alpha架構得益于在中國超算“神威·太湖之光”中的大量應用,,被注入了一支強心劑。

相比之下,,數(shù)年前一度被寄予厚望,、曾被視為數(shù)據(jù)中心低功耗變革動力的ARM架構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,。時值2016年收尾和2017年開張之期,高通(Qualcomm)在ARM領域連番發(fā)力,,讓沉寂許久的ARM服務器陣營重鳴號角,。

2016年11月18日,貴州華芯通半導體技術有限公司北京研發(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立的合資企業(yè),,已經獲得ARM v8-A 64位處理器架構授權,。“華芯通”將通過引進,、消化吸收,、再創(chuàng)新,,重點針對高端服務器芯片指令集CPU微結構、多核互連,、SOC等關鍵技術開展攻關,,開發(fā)適合中國市場的先進服務器芯片產品。

2016年12月7日,,高通宣布全球首款10納米服務器芯片Qualcomm Centriq 2400開始商用送樣,,預計2017下半年進入商用市場。作為Qualcomm Centriq系列的首款產品,,Centriq 2400采用最先進的10納米FinFET制程技術,,最高可配置48個內核,其所搭載的Qualcomm Falkor CPU,,是高通研發(fā)的定制化ARM v8內核,,通過高度優(yōu)化可實現(xiàn)高性能,低功耗,,特別針對數(shù)據(jù)中心最常見的工作負載而設計,。

高通如此高調地對服務器市場“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,高通是移動芯片領域的頂尖廠商,,但緣何它會選擇這個時間點發(fā)力ARM服務器芯片市場呢,?

ARM芯片是否還有“搞頭”?

這個疑問的根源,,離不開ARM架構在服務器市場曾有的戲劇性發(fā)展經歷,。

大概是2010年,在移動端如日中天的ARM陣營表現(xiàn)出了對于服務器和數(shù)據(jù)中心的野心,。當時,,數(shù)據(jù)中心能耗瀕臨上限,“大數(shù)據(jù)”已經露出了爪牙,,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,、輕量化負載的方法,而ARM架構處理器所具備的多內核,、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)內普遍認為,,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,,F(xiàn)acebook等大型互聯(lián)網廠商開始定制ARM服務器,,Marvel、Cavium,、Applied Micro Circuits,、三星等芯片廠商紛紛加入ARM服務器芯片的研發(fā),惠普等服務器廠商開始測試ARM服務器,,而2012年x86服務器芯片老兵AMD宣布推出64位ARM服務器芯片,,更是為ARM進軍數(shù)據(jù)中心加上了助燃劑。

當時,,分析師們曾經樂觀地預測,,到2019年,ARM服務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料中那樣順暢。2013年底,,ARM服務器領域的先驅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服務器業(yè)務;也有消息稱博通也將結束ARM服務器計劃;而曾經讓人看好的AMD,,又將重心轉回了x86和GPU。

所以,,回顧這幾年ARM服務器芯片的發(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服務器芯片的未來感到困惑,。

再回到上面的問題,,ARM服務器芯片還有“搞頭”么?高通為何在有先驅屢屢失利,、甚至成為“先烈”的情況下高調進軍服務器和數(shù)據(jù)中心,?高通ARM服務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),,否則無以成為移動芯片界的龍頭企業(yè)。在我看來,,高通選擇在這個時間點高調入局,,其根本原因在于看好ARM服務器芯片市場的復蘇趨勢和發(fā)展前景。

的確,,ARM服務器市場正在復蘇,。盡管經歷了幾年的不溫不火,,ARM服務器芯片卻在近兩年,特別是2016年,,迎來了一個重要的轉折點。

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

第一,,先看市場。前文提過,,ARM的優(yōu)勢在于多內核,、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,、輕量化負載,如搜索,、Web,、CDN、冷存儲等,。但由于ARM服務器芯片發(fā)展過慢,,而英特爾x86服務器芯片的能效比也在不斷提升,數(shù)據(jù)中心對于ARM的需求已經不是那么強烈,。

如今的市場和幾年前已經不可同日而語,。時下,互聯(lián)網日趨繁榮,,移動終端數(shù)量高速增長,,物聯(lián)網快速發(fā)展,云計算,、大數(shù)據(jù),、移動、社交引領了新一輪的技術革命,。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,,還是分散在網絡邊緣的計算節(jié)點,,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)的流動中掘金,。

同時,,人工智能、深度學習,、機器視覺計算等新興應用負載的大熱將異構計算推到了舞臺中央,,單一的CPU架構已經無法滿足這些應用對于浮點計算能力、并行度,、能效等方面的需求,,于是,近年來CPU+GPGPU,、CPU+FPGA等異構計算方式大行其道,,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計算方式。

在這些新興應用和趨勢中,,單純的英特爾架構方案已經不能完全讓大型數(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又迎來了新的機會,。2013年百度在其南京數(shù)據(jù)中心首次應用ARM服務器來支撐百度云服務,將TCO降低了25%,,存儲密度提升了70%,。本月初,又有消息稱,,ARM將與阿里巴巴集團在數(shù)據(jù)中心業(yè)務方面展開合作,,阿里巴巴將在自身數(shù)據(jù)中心的服務器上大量采用ARM架構低功耗CPU,以逐步替換英特爾產品,。

第二,,再看技術。過去幾年中,,ARM服務器芯片的絕對性能提升并不高,,故而ARM服務器只能被應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服務器芯片的規(guī)格提升到了一個新的臺階:集成高達48個內核,,率先采用10nm工藝(領先于英特爾的14nm),,內核經過高度優(yōu)化,可同時實現(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載而設計,。雖然高通沒有公布Centriq的進一步細節(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,,且很有可能也領先于AMD即將推出的Zen服務器芯片。

另一方面,,ARM+GPGPU,、ARM+FPGA等異構計算技術也在不斷走向成熟,,特別是在超算領域,。此前,巴塞羅那超算中心就曾采用ARM+GPGPU的異構方式,,富士通計劃建造的百億億次超算也將引入ARM芯片,,同樣采用異構計算。今年10月,,英特爾子公司Altera推出了新一代的StraTIx 10 FPGA,,其中就采用了四核ARM Cortex-A53處理器。

有趣的是,,連英特爾都開始重新接受ARM架構,,這足以說明ARM技術的誘人之處。

第三,,最后看生態(tài),。由于缺少生態(tài)系統(tǒng),特別是軟件生態(tài),,ARM這些年來發(fā)展得不太順利,。而今,互聯(lián)網的繁榮發(fā)展帶動了開源生態(tài)的發(fā)展,,也給ARM的軟件生態(tài)帶來了利好消息,。

對此,Qualcomm產品管理副總裁樂美科(Americo Lemos)曾表示,,軟件過去大多是垂直的架構,,而現(xiàn)在更多是使用開放源代碼軟件——這對Qualcomm來說是一件好事,因為入門的門檻變得非常低,,不必再投資幾十億美金用于搭建軟件架構,。

他說:“就像x86系統(tǒng)原來做的那樣。開放源代碼軟件的普及和應用降低了Qualcomm進入這一領域的門檻,?!?/p>

所以,,無論市場、技術還是生態(tài),,ARM進軍數(shù)據(jù)中心已經處于一個“臨界點”,,高通在這個時間點高調入局,稱得上是恰逢其時,。

高通的底氣何在,?

不難預見,未來幾年ARM架構在數(shù)據(jù)中心將大有用武之地,,也將吸引更多的玩家加入,,競爭也將趨于激烈。那么,,對于高通而言,,未來能否將在移動市場的優(yōu)勢延續(xù)到服務器和數(shù)據(jù)中心領域?我們不妨來簡單分析一下,。

首先,,從產品技術角度來看,高通在ARM技術上有著多年積累,,過去一直是對ARM架構利用,、對其性能發(fā)掘最為充分的廠商之一,有著成熟的生態(tài)系統(tǒng),。高通在制程工藝上一直領先,,這是未來高通能夠保持優(yōu)勢地位的一個重要保障。

此外,,高通處理器的集成度一直很高,,是SoC技術領域的王者。比如它能在移動芯片中集成通信模塊,、多媒體功能,、3D圖形功能和GPS引擎,而據(jù)外媒透露,,高通服務器芯片上將集成以太網,、加密和PCIe等功能模塊,也將以SoC的形態(tài)出現(xiàn),,這也是當前服務器芯片的一個重要發(fā)展趨勢,。

關于高通ARM服務器芯片的持續(xù)創(chuàng)新力,也就是它的研發(fā)力量,,樂美科曾經在接受中國媒體采訪時表示,,高通已經具備研發(fā)服務器芯片的專門團隊,同時也吸引了一批非常優(yōu)秀的與云相關的工程師,。此前,,高通還曾演示了Qualcomm Centriq 2400 處理器上運行基于 Linux 和 Java 的 Apache Spark 和 Hadoop,,對于這兩個當前最為流行的大數(shù)據(jù)處理平臺,看來高通已經早已開始著手準備了,。

對于高通進軍服務器和數(shù)據(jù)中心市場的優(yōu)勢,,樂美科曾經表現(xiàn)得非常樂觀:“第一,Qualcomm是真正的SoC設計公司,,也就是集成芯片設計公司;第二,,我們有最領先的制程技術;第三,我們在這個生態(tài)系統(tǒng)中也建立了多年的合作關系,,能使我們在這個領域取得成功,。”

樂美科談到的生態(tài)系統(tǒng)的關系,,其實就是高通的第三大優(yōu)勢,。早在高通研發(fā)ARM架構服務器芯片之初,它就已經收獲了互聯(lián)網數(shù)據(jù)中心巨頭Facebook的支持,,一直在后者的開放計算項目(OCP)中占有一席之地,。

2015年時,,高通又與Xilinx和Mellanox達成了合作,,攜手提升ARM服務器芯片與FPGA芯片及數(shù)據(jù)中心連接解決方案之間的兼容性,預計這項協(xié)作的成果有望在2018年面市,。在2016年早些時候,,高通還與IBM、ARM,、Mellanox及Xilinx等廠商共同創(chuàng)建了CCIX聯(lián)盟,,開始更為積極地參與對數(shù)據(jù)中心專用加速器芯片的標準定義工作,以求能夠讓自己未來的ARM服務器芯片能與這些加速器組合為具有強大競爭力的異構計算方案,。

雖然高通這幾次出手,,還只是它在服務器生態(tài)系統(tǒng)營建方面的部分舉措,但一直關注硬件技術的權威網媒Anandtech已經給出了這樣的評價:“這足以說明高通在非常認真地對待自己的服務器業(yè)務,?!?/p>

高通的最后一個優(yōu)勢,就是穩(wěn)穩(wěn)接上了中國的地氣,,抓住了進入中國市場的先機,。中國市場對ARM有著旺盛的需求,在國家自主發(fā)展的政策引領下,,中國服務器,、HPC等關鍵信息設備亟需實現(xiàn)國產化,開放的ARM架構是一個重點發(fā)展的對象,。

實現(xiàn)高通這一戰(zhàn)略的關鍵舉措,,就是在2016年1月17日高通與貴州省人民政府簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議并為合資企業(yè)“貴州華芯通半導體技術有限公司”揭牌,。根據(jù)協(xié)議,高通將向華芯通提供服務器芯片技術許可,,并提供設計和技術支持,。前文曾提及貴州華芯通半導體技術有限公司北京研發(fā)中心在同年11月18日正式啟用的消息,正是高通和貴州在ARM架構服務器芯片領域通力合作所取得的一個重要進展,。

在移動芯片領域,,對于如何借助中國手機廠商擴大產業(yè)生態(tài),高通已經是個中好手,,看來這種經驗同樣有助于高通擴大服務器芯片的生態(tài),。與中國地方政府成立合資公司,不僅有助于華芯通利用高通的技術優(yōu)勢,,更為靈活地定制開發(fā),,更快地推出適合中國市場的服務器芯片,推動中國自主創(chuàng)新;對于高通來說,,面對前景一片大好的中國市場,,以這種技術輸出的形式能夠更快地站穩(wěn)腳跟,做大中國市場的“蛋糕”,。

能否撼動英特爾王座,?

從Facebook、阿里,、百度等大型互聯(lián)網公司紛紛對ARM拋出橄欖枝,,能夠看出英特爾在數(shù)據(jù)中心的“王座”已經不再那么牢靠。

在云計算,、大數(shù)據(jù),、移動、社交,、人工智能,、物聯(lián)網所帶來的這場新技術革命中,數(shù)據(jù)中心正從少數(shù)廠商,、單一架構,、軟硬件緊密耦合引領的創(chuàng)新,走向用戶引領,、多方響應,、異構共榮、軟件定義硬件的創(chuàng)新,。而高通在其中扮演的,,正是一個帶來活力、創(chuàng)造多樣化和更多協(xié)作機會的角色,。

但是,,從唯物辯證法上來看,,外因固然重要,內因才是起決定性的因素,。數(shù)據(jù)中心新趨勢,、市場新需求給每一個ARM架構玩家提供的機會都是均等的,能否抓住機會,,更多靠的還是自身的修為,。

對于ARM服務器和數(shù)據(jù)中心領域的“后來者”高通來說,ARM“先驅”和“先烈”們的經驗教訓很值得參考,,其一是要加快產品研發(fā)的速度,,畢竟英特爾也即將在2017年推出10nm制程工藝;其二是要快速建立生態(tài)圈,彌補ARM在軟件和應用層面的短板;其三,,自然是要找到關鍵的客戶,,有了成功案例的刺激和示范作用,才能讓ARM架構服務器芯片獲得更大的動力和加速度,。

未來不遠,,一切可期。2017年將是關鍵的一年,,且看高通接下來如何出招,。


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