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，高通是移動芯片領(lǐng)域的頂尖廠商,，但緣何它會選擇這個(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,，F(xiàn)acebook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,、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。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,。
另一方面，ARM+GPGPU,、ARM+FPGA等異構(gòu)計(jì)算技術(shù)也在不斷走向成熟,，特別是在超算領(lǐng)域。此前,，巴塞羅那超算中心就曾采用ARM+GPGPU的異構(gòu)方式,，富士通計(jì)劃建造的百億億次超算也將引入ARM芯片，同樣采用異構(gòu)計(jì)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(gòu),，這足以說明ARM技術(shù)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(wǎng)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(chǎn)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(gòu),，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?yàn)槿腴T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(gòu),。
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(yīng)用降低了Qualcomm進(jìn)入這一領(lǐng)域的門檻,?！?br/>
所以，無論市場,、技術(shù)還是生態(tài),，ARM進(jìn)軍數(shù)據(jù)中心已經(jīng)處于一個(gè)“臨界點(diǎn)”，高通在這個(gè)時(shí)間點(diǎn)高調(diào)入局,，稱得上是恰逢其時(shí),。
高通的底氣何在？
不難預(yù)見,，未來幾年ARM架構(gòu)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(wù)器和數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域?我們不妨來簡單分析一下,。
首先,，從產(chǎn)品技術(shù)角度來看，高通在ARM技術(shù)上有著多年積累,，過去一直是對ARM架構(gòu)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(lǐng)先,，這是未來高通能夠保持優(yōu)勢地位的一個(gè)重要保障,。
此外，高通處理器的集成度一直很高,，是SoC技術(shù)領(lǐng)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(wù)器芯片上將集成以太網(wǎng),、加密和PCIe等功能模塊,，也將以SoC的形態(tài)出現(xiàn)，這也是當(dāng)前服務(wù)器芯片的一個(gè)重要發(fā)展趨勢,。
關(guān)于高通ARM服務(wù)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(jīng)在接受中國媒體采訪時(shí)表示,高通已經(jīng)具備研發(fā)服務(wù)器芯片的專門團(tuán)隊(duì),同時(shí)也吸引了一批非常優(yōu)秀的與云相關(guān)的工程師,。此前,高通還曾演示了Qualcomm Centriq 2400 處理器上運(yùn)行基于 Linux 和 Java 的 Apache Spark 和 Hadoop,對于這兩個(gè)當(dāng)前最為流行的大數(shù)據(jù)處理平臺,看來高通已經(jīng)早已開始著手準(zhǔn)備了。
對于高通進(jìn)軍服務(wù)器和數(shù)據(jù)中心市場的優(yōu)勢,樂美科曾經(jīng)表現(xiàn)得非常樂觀:“第一,Qualcomm是真正的SoC設(shè)計(jì)公司,也就是集成芯片設(shè)計(jì)公司;第二,我們有最領(lǐng)先的制程技術(shù);第三,我們在這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中也建立了多年的合作關(guān)系,能使我們在這個(gè)領(lǐng)域取得成功,?！?br/>
樂美科談到的生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)系,其實(shí)就是高通的第三大優(yōu)勢。早在高通研發(fā)ARM架構(gòu)服務(wù)器芯片之初,它就已經(jīng)收獲了互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心巨頭Facebook的支持,一直在后者的開放計(jì)算項(xiàng)目(OCP)中占有一席之地,。
2015年時(shí),高通又與Xilinx和Mellanox達(dá)成了合作,攜手提升ARM服務(wù)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(yù)計(jì)這項(xiàng)協(xié)作的成果有望在2018年面市,。在2016年早些時(shí)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(biāo)準(zhǔn)定義工作,以求能夠讓自己未來的ARM服務(wù)器芯片能與這些加速器組合為具有強(qiáng)大競爭力的異構(gòu)計(jì)算方案,。
雖然高通這幾次出手,還只是它在服務(wù)器生態(tài)系統(tǒng)營建方面的部分舉措,但一直關(guān)注硬件技術(shù)的權(quán)威網(wǎng)媒
Anandtech已經(jīng)給出了這樣的評價(jià):“這足以說明高通在非常認(rèn)真地對待自己的服務(wù)器業(yè)務(wù)?！?br/>
高通的最后一個(gè)優(yōu)勢,就是穩(wěn)穩(wěn)接上了中國的地氣,抓住了進(jìn)入中國市場的先機(jī),。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(lǐng)下,中國服務(wù)器、HPC等關(guān)鍵信息設(shè)備亟需實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化,開放的ARM架構(gòu)是一個(gè)重點(diǎn)發(fā)展的對象,。
實(shí)現(xiàn)高通這一戰(zhàn)略的關(guān)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(dǎo)體技術(shù)有限公司”揭牌,。根據(jù)協(xié)議,高通將向華芯通提供服務(wù)器芯片技術(shù)許可,并提供設(shè)計(jì)和技術(shù)支持。前文曾提及貴州華芯通半導(dǎo)體技術(shù)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(gòu)服務(wù)器芯片領(lǐng)域通力合作所取得的一個(gè)重要進(jìn)展,。
在移動芯片領(lǐng)域,對于如何借助中國手機(jī)廠商擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)生態(tài),高通已經(jīng)是個(gè)中好手,看來這種經(jīng)驗(yàn)同樣有助于高通擴(kuò)大服務(wù)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(shù)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(wù)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(shù)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(wǎng)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(jīng)不再那么牢靠,。
在云計(jì)算,、大數(shù)據(jù)、移動,、社交,、人工智能,、物聯(lián)網(wǎng)所帶來的這場新技術(shù)革命中,數(shù)據(jù)中心正從少數(shù)廠商、單一架構(gòu),、軟硬件緊密耦合引領(lǐng)的創(chuàng)新,走向用戶引領(lǐng),、多方響應(yīng)、異構(gòu)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(gè)帶來活力、創(chuàng)造多樣化和更多協(xié)作機(jī)會的角色,。
但是,從唯物辯證法上來看,外因固然重要,內(nèi)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(gè)ARM架構(gòu)玩家提供的機(jī)會都是均等的,能否抓住機(jī)會,更多靠的還是自身的修為,。
對于ARM服務(wù)器和數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域的“后來者”高通來說,ARM“先驅(qū)”和“先烈”們的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)很值得參考,其一是要加快產(chǎn)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(bǔ)ARM在軟件和應(yīng)用層面的短板;其三,自然是要找到關(guān)鍵的客戶,有了成功案例的刺激和示范作用,才能讓ARM架構(gòu)服務(wù)器芯片獲得更大的動力和加速度,。
未來不遠(yuǎn),一切可期。2017年將是關(guān)鍵的一年,且看高通接下來如何出招,。