近期,,有兩大收購(gòu)事件備受矚目,,一件是NVIDIA收購(gòu)Arm,,另一件是傳聞AMD收購(gòu)Xilinx,。在這兩起收購(gòu)的背后,不僅僅折射出的是巨頭們技術(shù)的整合與生態(tài)鏈的布局,,也折射出兩家企業(yè)對(duì)服務(wù)器芯片的重視,。
隨著物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,,數(shù)據(jù)中心作為其基礎(chǔ)設(shè)施的作用越來越舉足輕重。各方力量也在不遺余力的持續(xù)推動(dòng)自身在數(shù)據(jù)中心的發(fā)展,,X86架構(gòu)與Arm架構(gòu)的較量,,AMD、NVIDIA和Intel之間的較量,,美歐日中之間的較量都在持續(xù)上演,。
IP之戰(zhàn)
服務(wù)器芯片市場(chǎng)產(chǎn)品繁多,功能和性能定位不一,,但按照指令集架構(gòu)來區(qū)分的話,,目前市場(chǎng)上主要有兩個(gè)陣營(yíng)在競(jìng)爭(zhēng),一個(gè)是CISC架構(gòu),,另一個(gè)是RISC架構(gòu),。
前者的主要代表是Intel和AMD兩大廠商使用的X86 架構(gòu),后者的代表架構(gòu)有Arm,、MIPS,、Power PC,其中Arm近年來發(fā)展的風(fēng)生水起,,旗下匯集了華為,、高通、Marvell等一眾生態(tài)鏈廠商,。
最強(qiáng)王者—X86
長(zhǎng)期以來,,服務(wù)器市場(chǎng)一直被X86所把持,根據(jù) DRAMeXchange 調(diào)查顯示,,服務(wù)器用CPU中,,X86架構(gòu)CPU占整體服務(wù)器市場(chǎng)約96%。尤其是老大Intel,截止去年年底,,以一己之力占據(jù)了全球服務(wù)器CPU 95.5%的市場(chǎng)份額,,其余的4.5%被AMD以及其他芯片廠商所分食。
由于X86指令集和PC軟件以及服務(wù)器軟件高度耦合,,所以為了拿到大部分利潤(rùn),,Intel不愿意對(duì)其他進(jìn)行授權(quán),目前拿到X86指令集授權(quán)的除了AMD和VIA兩位股東之外,,就只剩下通過和AMD合作拿到授權(quán)的海光,,以及與VIA合資成立的兆芯,但這兩者并不具普及性質(zhì),。
Arm的坎坷進(jìn)擊路
Arm陣營(yíng)雖然門徒眾多,,但在服務(wù)器芯片領(lǐng)域卻一直走的十分坎坷。2008年,,Arm開始醞釀服務(wù)器芯片計(jì)劃,,隨后乘著Arm 64的東風(fēng),高通,、Cavium,、華為、飛騰等都陸續(xù)開發(fā)了各自的Arm服務(wù)器CPU,,依然無法撼動(dòng)X86的市場(chǎng),。
后來又經(jīng)歷了AMD來了,然后AMD又走了,,高通高調(diào)進(jìn)入?yún)s又折戟沉沙,,三星暗暗研發(fā)Arm服務(wù)器芯片落得個(gè)無疾而終的窘境。十年的發(fā)展,,Arm服務(wù)器芯片依然無法對(duì)X86造成有力沖擊,,市占率沒有突破10%。
不過,,近兩年Arm陣營(yíng)開始慢慢熱鬧起來了,。
2017年,英特爾前高管離職創(chuàng)辦了從事Arm服務(wù)器芯片研發(fā)的Ampere公司,;2018年,,富士通公開介紹了業(yè)界首款支持基于Arm V8指令集擴(kuò)展SVE的A64FX芯片,據(jù)稱性能強(qiáng)悍到無需與GPU組合,;2019年亞馬遜推出的Graviton 2堪稱驚艷,;此外,Mavell收購(gòu)Cavium后發(fā)布的Thunder X2同樣驚艷四座,;2019年華為先后發(fā)布兩款高性能的7nm級(jí)芯片處理器鯤鵬920和昇騰910,,標(biāo)志自研芯片算力步入Arm架構(gòu)體系前列水平。
一方面Arm陣營(yíng)開始?jí)汛螅硪环矫?,隨著AMD的再度崛起,,英偉達(dá)的強(qiáng)勢(shì)緊追,美系三大服務(wù)器芯片企業(yè)正進(jìn)入一場(chǎng)異常激烈的三國(guó)殺,。
巨頭之戰(zhàn)
Intel:武林盟主
毫無疑問,,Intel是當(dāng)之無愧的服務(wù)器芯片界武林盟主。
2018年底,,英特爾對(duì)外宣布將由從以往“PC 為中心”轉(zhuǎn)向“以數(shù)據(jù)為中心”,,這意味著“數(shù)據(jù)中心”業(yè)務(wù)將成為Intel的主力,轉(zhuǎn)型期間的Intel數(shù)據(jù)中心一度占據(jù)Intel總營(yíng)收的一半以上,,由于今年疫情帶動(dòng)在線辦公的需求旺盛,,Intel的數(shù)據(jù)中心營(yíng)收在上半年同比增長(zhǎng)了42%。
但是即使輝煌的Intel也有自己難言的落寞,。過去一段時(shí)間,,雖然Intel還是當(dāng)之無愧的服務(wù)器霸主,但也受到了AMD與NVIDIA這樣的強(qiáng)勁對(duì)手的挑戰(zhàn),,又因?yàn)橄冗M(jìn)制程遲遲沒有進(jìn)展,,而受到外界質(zhì)疑,甚至將基帶業(yè)務(wù)10億美元賣給了蘋果,,這些困境讓Intel難免有些失意,。
AMD:高歌猛進(jìn)
與Intel不同的是,,AMD近兩年來可謂春風(fēng)得意馬蹄疾,。長(zhǎng)期以來,作為桌面處理器的第二大廠商,,AMD一直被Intel所壓制,,但是隨著Zen2架構(gòu)處理器的全面發(fā)布,以及臺(tái)積先進(jìn)制程的加持,,AMD已經(jīng)對(duì)Intel造成了不小的沖擊,,目前其在PC處理器的市場(chǎng)份額已經(jīng)接近40%,是過去14年來的最好水平,。
過去在服務(wù)器芯片領(lǐng)域,,每100臺(tái)賣出的服務(wù)器中,只有不到1臺(tái)搭載了AMD的處理器,,但是近兩年,,AMD從架構(gòu)到工藝的強(qiáng)勢(shì),帶動(dòng)CPU性能的逆襲,,在服務(wù)器市場(chǎng)中借助X86架構(gòu)的整體優(yōu)勢(shì),,搶下更多的市場(chǎng)份額,市占率已經(jīng)從不足1%飆升至8%。
在AMD突圍的過程中,,作為盟友的Xilinx也從中獲益良多,。近期,傳出AMD要收購(gòu)Xilinx的消息,,從技術(shù)方面來看,,這事并非不可能。
如今高并行,、高密集計(jì)算能力成為主流的情況下,,傳統(tǒng)的通用處理器已然無法滿足需求,此趨勢(shì)下需要的整合設(shè)計(jì)能力,,要有CPU+異構(gòu)單元和生態(tài)協(xié)作能力,,這也是AMD與Xilinx達(dá)成合作的基礎(chǔ)。
NVIDIA:結(jié)盟Arm
與AMD一樣,,看重?cái)?shù)據(jù)中心市場(chǎng)的還有NVIDIA,。去年,它以70億美元收購(gòu)服務(wù)器端到端解決方案廠商Mellanox,,今年400億美元宣布收購(gòu)Arm,,無疑都是為了在未來的數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)搶占先機(jī)。
NVIDIA的GPU在AI領(lǐng)域有著先發(fā)優(yōu)勢(shì),,全球大多用戶都使用NVIDIA的GPU訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),,依靠著這種優(yōu)勢(shì),再借助Arm架構(gòu)所擁有的低功耗,、低成本優(yōu)勢(shì),,NVIDIA在努力挑戰(zhàn)英特爾在服務(wù)器芯片市場(chǎng)的壟斷地位。
從最新的財(cái)報(bào)來看,,NVIDIA的數(shù)據(jù)中心營(yíng)收業(yè)務(wù)已經(jīng)相當(dāng)于Intel的四分之一,,短短5年時(shí)間,NVIDIA的數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)從年收入3億美元增長(zhǎng)到近30億美元,,相比2014年增長(zhǎng)14倍,。雖然與Intel有實(shí)力上的差距,但這種差距在不斷的縮小,。
NVIDIA收購(gòu)Arm雖然是為了強(qiáng)化自身地位,,但是由于Arm的特殊性,使得這次收購(gòu)遭到廣泛反對(duì),,包括Intel,、特斯拉、高通等都提出反對(duì)意見,,甚至英國(guó)政府出面進(jìn)行干預(yù),,畢竟沒人喜歡讓NVIDIA既做裁判還當(dāng)選手,。
區(qū)域之戰(zhàn)
美國(guó)一直以來都是半導(dǎo)體強(qiáng)國(guó),服務(wù)器芯片自然也是首屈一指,,除了Intel,、NVIDIA、AMD這三家上文已經(jīng)談過的巨頭之外,,依靠Arm構(gòu)架正在崛起的新貴自然也不能忽視,。
2018年,Marvell收購(gòu)Cavium之后,,推出了基于Arm架構(gòu)設(shè)計(jì)的服務(wù)器芯片Thunder X2,,采用16nm工藝打造,每個(gè)芯片擁有四個(gè)線程,,這個(gè)全新的處理器無論是內(nèi)存帶寬,、吞吐量,還是延遲與在面對(duì)網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)應(yīng)用的可靠性,,乃至整個(gè)SoC的性能,,都領(lǐng)跑行業(yè),是目前最強(qiáng)大的Arm超算,,并且成功的被應(yīng)用于美國(guó)能源部旗下桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的超級(jí)計(jì)算機(jī)“STRA”,。
2018年,亞馬遜基于此前收購(gòu)的一家以色列芯片公司的技術(shù),,開發(fā)了一款A(yù)rm架構(gòu)的服務(wù)器芯片,,推出這款處理器不僅讓亞馬遜成為第一個(gè)擁有自研處理器的云服務(wù)商,而且可以為亞馬遜的云服務(wù)特別是虛擬服務(wù)器租賃降低45%的成本,。
去年年底,,亞馬遜又在第一代的基礎(chǔ)上,繼續(xù)研發(fā)了第二代服務(wù)器芯片Graviton2,,這款芯片的計(jì)算核心數(shù)量是第一代的4倍,,緩存是第一代的兩倍,,內(nèi)存則是第一代的5倍,,性能是第一代的7倍,是Intel的 Xeon 服務(wù)器芯片的有力競(jìng)爭(zhēng)者,。
在全球服務(wù)器市場(chǎng),,中國(guó)則是最大的賣方,基本上全球前6大服務(wù)器廠商,,有4席被中國(guó)所把持,。從數(shù)據(jù)上來看,去年全年,,中國(guó)的X86服務(wù)器出貨量達(dá)到了318萬臺(tái),,市場(chǎng)規(guī)模為176.84億美元,。
目前國(guó)內(nèi)的服務(wù)器芯片除了華為的鯤鵬之外,還有2014年成立的天津飛騰,,其拿到的是Arm的指令集架構(gòu)永久授權(quán),,在過去的五年時(shí)間里相繼推出了FT-1500A/4、FT-1500A/16,、FT-2000A/2,、FT-2000+/64和FT-2000/4等多款產(chǎn)品。今年7月份,,飛騰又推出了其新一代多路服務(wù)器芯片騰云S2500,,該產(chǎn)品也是飛騰補(bǔ)齊高端芯片最后一塊版圖的重要布局。
為了自身的數(shù)據(jù)安全與擺脫對(duì)美國(guó)的依賴的需要,,歐盟也希望擁有屬于自己的服務(wù)器芯片,,在指令集上很可能采用Arm構(gòu)架,畢竟X86的授權(quán)并不容易拿到,,即使拿到授權(quán)也要為此要繳納一筆不菲的使用費(fèi),,Arm還沒有賣給NVIDIA之前,還算是自己人,,所以用著也更放心,。
目前法國(guó)的一家創(chuàng)業(yè)公司Silicon Pearl正在承擔(dān)歐盟的服務(wù)器芯片開發(fā)工作,其拿到了670萬美元的啟動(dòng)資金,,并從Arm Holdings手中獲得了“ Zeus” Neoverse N2內(nèi)核和相關(guān)技術(shù)的許可,,從而開始了其第一代Arm服務(wù)器處理器芯片“Rhea”的設(shè)計(jì)。
最后一家有志于服務(wù)器芯片開發(fā)的國(guó)家則是日本,,為了在超算上有自己的一席之地,,幾年前,日本的富士通將超算處理器架構(gòu)由原來的SPARC64全面轉(zhuǎn)向了Arm,。
在最新一期的超算排行榜中,,富士通的基于Arm構(gòu)架的超算“富岳”以每秒41.5萬萬億次的運(yùn)算速度,超過美國(guó)“頂峰”排名世界第一,,同時(shí)在模擬計(jì)算方法,、人工智能學(xué)習(xí)性能、大數(shù)據(jù)處理性能項(xiàng)目也拿到了第一名,。這也是日本時(shí)隔8年之后,,重登超算第一。
結(jié)語
移動(dòng)時(shí)代PC需求量早已見頂,,雖然有疫情這只黑天鵝帶動(dòng)PC需求上漲,,但總體來看PC的需求未來并不會(huì)出現(xiàn)大逆轉(zhuǎn),隨著智能手機(jī)市場(chǎng)的成熟,,Arm在移動(dòng)手機(jī)市場(chǎng)的增量也變得開始遲緩,,所以開辟新的市場(chǎng)空間就變得尤為重要,。
隨著大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng),、人工智能,、5G通信等技術(shù)快速發(fā)展,對(duì)于云端的計(jì)算力提出了更高的要求,,從而推動(dòng)了全球服務(wù)器及服務(wù)器芯片市場(chǎng)的持續(xù)增長(zhǎng),,這也是各個(gè)企業(yè)甚至各國(guó)不遺余力發(fā)展服務(wù)器芯片的根本原因所在。
未來的服務(wù)器市場(chǎng)將會(huì)競(jìng)爭(zhēng)異常激烈,,Arm能否挑戰(zhàn)X86成功,,中國(guó)能否借助Arm構(gòu)架在服務(wù)器芯片領(lǐng)域與美國(guó)分庭抗禮,都還有待觀察,。