近年來(lái)ARM的風(fēng)頭,，似乎正在蓋過(guò)傳統(tǒng)的X86架構(gòu)變得日益流行起來(lái)。其實(shí),，早在更早之前ARM就統(tǒng)治了手機(jī),、嵌入式應(yīng)用市場(chǎng)，還在蘋果的加持下在PC賽道嶄露頭角,；如今在一些高性能計(jì)算領(lǐng)域,，ARM更是贏得了一眾云服務(wù)廠商的青睞。

隨著眾多廠商的入局以及ARM技術(shù)優(yōu)勢(shì)的顯現(xiàn),，ARM架構(gòu)在數(shù)據(jù)中心服務(wù)器市場(chǎng)的滲透率正在逐年提升,，基于此業(yè)內(nèi)甚至不時(shí)發(fā)出ARM時(shí)代到來(lái)的感嘆。不過(guò),，當(dāng)前行業(yè)是否進(jìn)入了ARM時(shí)代還值得商榷,，但一個(gè)不容置疑的事實(shí)就是圍繞ARM的擴(kuò)張運(yùn)動(dòng)，已然拉開了帷幕,。

ARM架構(gòu)加速滲透

根據(jù)TrendForce數(shù)據(jù)預(yù)測(cè),，隨著云數(shù)據(jù)中心采用推動(dòng)的逐漸增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到2025年,，ARM架構(gòu)在數(shù)據(jù)中心服務(wù)器市場(chǎng)滲透率將達(dá)到22％,。這個(gè)數(shù)據(jù)意味著基于ARM架構(gòu)的服務(wù)器,，將在未來(lái)3年實(shí)現(xiàn)翻倍增長(zhǎng)，這也意味著ARM將帶來(lái)不可逆的行業(yè)變化,。

長(zhǎng)期以來(lái),，PC端的CPU多是基于Intel的X86架構(gòu)以及后面擴(kuò)展的X86－64架構(gòu)，其主要的代表性廠商是intel和AMD,。事實(shí)上,，也只有intel、AMD和臺(tái)灣威勝公司,，擁有X86的長(zhǎng)期授權(quán),，隨著X86的大放異彩，這些相關(guān)公司也都一一賺的盆滿缽滿,、聲望如日中天,。不過(guò)，眼下這種局面正在隨著ARM架構(gòu)的崛起而發(fā)生扭轉(zhuǎn),。

據(jù)分析機(jī)構(gòu)New Street Research估計(jì),，在價(jià)值250億美元的智能手機(jī)芯片市場(chǎng)，ARM約占 99％的份額,。從無(wú)人機(jī),、洗衣機(jī)到智能手表、汽車等各個(gè)領(lǐng)域,，其產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,，而ARM能夠受到越來(lái)越多的歡迎，與其自身在多方面的優(yōu)勢(shì)分不開,。

首先,，是具備降低硬件成本、提升效率的性能優(yōu)勢(shì),。近些年來(lái)隨著技術(shù)的發(fā)展,，X86在不斷實(shí)現(xiàn)復(fù)雜功能指令的指引下將指令集變得愈加復(fù)雜，后來(lái)的研究者逐漸發(fā)現(xiàn)了這種模式的不足,，于是推出了精簡(jiǎn)指令集,，這為隨后出現(xiàn)的ARM誕生奠定了很好的基礎(chǔ)。ARM處理器的ISA復(fù)雜度更低,，開發(fā)成本更低,，且能夠勝任簡(jiǎn)單且多線程的負(fù)載，這也是其受到了外界越來(lái)越多重視的原因之所在,。

其次,，ARM此前被人詬病的軟件短板也在逐漸被補(bǔ)齊。目前,，所有的大型操作系統(tǒng)包括Linux,、BSD,、Windows都可以得到ARM架構(gòu)的支持；容器化,，包括虛擬化工具如docker,、VMware、KVM和Kubernetes都可以在ARM架構(gòu)內(nèi)運(yùn)行,；編程語(yǔ)言,，包如CUDA和Java也都可以得到ARM的支持。

有了這些軟件層面的支撐,，ARM架構(gòu)與X86架構(gòu)在面對(duì)用戶時(shí)已經(jīng)沒有太多區(qū)別了,。再加上ARM本身的低費(fèi)用和高運(yùn)行速度，用戶自然更愿意選擇性價(jià)比更高的ARM,，ARM的這種性價(jià)比優(yōu)勢(shì),，也讓它在曾經(jīng)“敗北的”服務(wù)器市場(chǎng)再次“卷土重來(lái)”,。

ARM服務(wù)器嶄露頭角

其實(shí),，ARM早就對(duì)服務(wù)器芯片市場(chǎng)“垂涎已久”，怎奈ARM在整個(gè)市場(chǎng)的發(fā)展并不如意,，其也曾經(jīng)幾度在服務(wù)器市場(chǎng)折戟,。盡管如此ARM依舊沒有放棄這個(gè)市場(chǎng)，并伴隨著云服務(wù)的快速崛起,，其正在這個(gè)市場(chǎng)中重新找到屬于自己的位置,。

早在2008年，ARM就開始醞釀服務(wù)器芯片計(jì)劃,，乘著ARM 64東風(fēng)的高通,、博通、微軟,、華為,、飛騰等，也陸續(xù)開發(fā)了各自的ARM服務(wù)器CPU,，此后AMD,、三星、高通等廠商也都紛至沓來(lái),，但都難逃無(wú)疾而終的命運(yùn),，其他的小廠也大多在短暫嘗試之后宣告偃旗息鼓?？傊?，在前后經(jīng)歷了上十年的發(fā)展之后，ARM依舊沒有沖破X86對(duì)服務(wù)器市場(chǎng)的掌控,。

2019年,，隨著ARM的Neoverse平臺(tái)路線圖的推出,，其對(duì)服務(wù)器市場(chǎng)的滲透率開始有了實(shí)質(zhì)提升。該平臺(tái)推出的N1／E1核心IP,，為其服務(wù)器產(chǎn)品推廣有“名分”的處理器IP奠定了良好基礎(chǔ),。在此基礎(chǔ)上，行業(yè)廠商頻頻發(fā)力,，使ARM的處理器性能和生態(tài)不斷增強(qiáng),，實(shí)力與日俱增。

一是,，它滿足了云服務(wù)廠商們多元化的算力需求,。對(duì)于不同的云服務(wù)廠商而言，其所構(gòu)建的生態(tài)性能并不相同,，其對(duì)芯片的性能需求也因此存在差異,，而過(guò)去統(tǒng)一的通用芯片并不能解決其所面臨的現(xiàn)實(shí)問題。在此背景下,，定制芯片往往可以發(fā)揮出生態(tài)的價(jià)值,，亞馬遜成了云廠商中，基于ARM架構(gòu)定制自研服務(wù)器芯片的第一個(gè)“探索者”,，其也的確取得很大的成效,，并由此引發(fā)了一眾科技巨頭的紛紛效仿。

公開資料顯示,，亞馬遜自研的第一代服務(wù)器芯片Graviton 1,，在大幅度提升時(shí)鐘頻次的同時(shí)，還同時(shí)節(jié)省了45％的成本,，逐漸使其成了眾多入門客戶的首選,。此后，推出的Graviton 2,，在性能上較前一代提升了40％,，成本卻還降低了20％，還成為了AWS最省電的處理器芯片,，用戶體驗(yàn)體驗(yàn)持續(xù)提升,。此后，微軟,、谷歌包括國(guó)內(nèi)的BAT,、華為等廠商，都加入了這個(gè)自研服務(wù)器芯片的行業(yè),，并且其中很多廠商均選擇使用ARM架構(gòu),。

說(shuō)到底，X86受限于AMD和英特爾，使得云服務(wù)商無(wú)法對(duì)芯片性能做進(jìn)一步的優(yōu)化,，它們轉(zhuǎn)向條件更優(yōu)的ARM其實(shí)是必然,。

二是，近年來(lái)從PC設(shè)備到移動(dòng)智能設(shè)備的遷移中,，ARM架構(gòu)的生態(tài)優(yōu)勢(shì)逐漸凸顯,。在移動(dòng)時(shí)代X86因復(fù)雜指令集受限，低性能與高功耗之下“完敗”ARM,，只是憑借著PC端“幾近壟斷”的強(qiáng)勢(shì)地位,，保持了其行業(yè)頭部的地位，但在移動(dòng)時(shí)代這種“缺陷”依舊使其備受掣肘,，尤其是隨著蘋果基于電腦ARM芯片的研發(fā)成功,，ARM的勢(shì)力范圍幾乎已經(jīng)從曾經(jīng)擅長(zhǎng)的“移動(dòng)市場(chǎng)”，進(jìn)入了X86的核心領(lǐng)地,。

如今隨著云服務(wù)廠商競(jìng)爭(zhēng)的白熱化,，更具備差異化定制優(yōu)勢(shì)和性能迭代優(yōu)勢(shì)的ARM架構(gòu)正在席卷云服務(wù)市場(chǎng)，而服務(wù)器芯片正是其發(fā)力的重要領(lǐng)域,。

當(dāng)然,，目前來(lái)看ARM在云服務(wù)器市場(chǎng)的表現(xiàn)，尚且處于“小河才露尖尖腳”的階段,，但相比曾經(jīng)數(shù)年未曾寸進(jìn)的成績(jī)來(lái)看,，目前這種發(fā)展態(tài)勢(shì)無(wú)疑是個(gè)很大的勝利。

X86架構(gòu)迎來(lái)“諾基亞時(shí)刻”,？

總體來(lái)看，無(wú)論是在移動(dòng)市場(chǎng)的強(qiáng)勢(shì)還是在新市場(chǎng)的火爆,，ARM都讓不少行業(yè)內(nèi)人士認(rèn)定,，其已經(jīng)具備了取代傳統(tǒng)X86架構(gòu)的相當(dāng)實(shí)力，甚至有人認(rèn)為X86 正在重蹈曾經(jīng)諾基亞手機(jī)的“覆轍”,。不過(guò),，從現(xiàn)實(shí)情況來(lái)看，當(dāng)下這種情況還不會(huì)發(fā)生,。

首先,，X86和ARM在服務(wù)器市場(chǎng)的力量對(duì)比實(shí)力太懸殊，且短期之內(nèi)還很難縮短這一進(jìn)程,。盡管ARM的增長(zhǎng)勢(shì)頭喜人,，但截至去年為止，全球服務(wù)器芯片的架構(gòu)依舊以X86為最大,，據(jù)去年9月份IDC發(fā)布的《全球服務(wù)器季度跟蹤報(bào)告》顯示,，X86服務(wù)器收入占全球服務(wù)器收入的90．3％，非X86（包括X86、RISC－V等）服務(wù)器收入占到了全球服務(wù)器收入的9．7％,。

一些投資機(jī)構(gòu)提供的數(shù)據(jù)則顯示,，目前在國(guó)內(nèi)服務(wù)器市場(chǎng)中，X86架構(gòu)市場(chǎng)占比依舊高達(dá)96．4％,，基本為英特爾所壟斷,。而現(xiàn)階段，ARM的數(shù)據(jù)中心服務(wù)器采購(gòu)仍是以小批量為主,，且客戶多以超大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心為主,，范圍仍受到明顯限制。另外,，如前文所述,，即使后期ARM在服務(wù)器市場(chǎng)增長(zhǎng)飛速，并在2025年達(dá)到22％以上,，x86架構(gòu)仍然是市場(chǎng)的主流,，力量對(duì)比并不會(huì)因此瞬間縮小。

其次,，ARM應(yīng)用的領(lǐng)域與英特爾的應(yīng)用領(lǐng)域存在明顯差異,，且生態(tài)協(xié)同還需要進(jìn)一步的補(bǔ)足。目前,，X86依然是數(shù)據(jù)中心的主流架構(gòu),，而Arm架構(gòu)則多應(yīng)用在特定負(fù)載上，比如為CPU分擔(dān)網(wǎng)絡(luò)處理任務(wù)（現(xiàn)在最熱的DPU多為Arm架構(gòu)）,。此外,，相比X86的“老辣”，“年輕”的ARM還需要時(shí)間去進(jìn)一步提升自己的生態(tài)構(gòu)建能力,，畢竟ARM真正打開局面也不過(guò)才這幾年的事情,，其基于服務(wù)器生態(tài)的搭建尚且還不是十分完善，這些也都需要時(shí)間去消化,。

值得一提的是,，在X86與ARM之外，RISC－V作為一種開源新架構(gòu),，也正在悄悄進(jìn)入服務(wù)器市場(chǎng)與前兩者展開爭(zhēng)奪,。以此來(lái)看，在這個(gè)巨頭云集的市場(chǎng),，未來(lái)或許會(huì)演變成更為復(fù)雜的格局,，而絕不是“你死我活”的單一格局。

國(guó)產(chǎn)替代迎來(lái)戰(zhàn)略機(jī)遇期

目前來(lái)看,，ARM架構(gòu)的大發(fā)展不僅是芯片行業(yè)以及智能計(jì)算行業(yè)的一個(gè)機(jī)遇,，也是當(dāng)前我們所推動(dòng)的國(guó)產(chǎn)替代浪潮的一個(gè)戰(zhàn)略機(jī)遇,。

從自身角度來(lái)說(shuō)，云服務(wù)廠商做ARM服務(wù)器CPU,，很大原因是其可以做到“自產(chǎn)自銷”,。對(duì)于云廠商來(lái)說(shuō)，它們之所以可以“無(wú)所顧忌”地“下場(chǎng)做芯片”,，核心原因還在于其完善的內(nèi)部生態(tài),，使其不必顧及“芯片外售”問題，其龐大的內(nèi)部應(yīng)用就足以消化,，這是很多初創(chuàng)型企業(yè)所不具備的,。

從ARM架構(gòu)自身來(lái)說(shuō)，其自身的生態(tài)已經(jīng)成型,，其開源市場(chǎng)正在面向中國(guó)開放,，這為國(guó)產(chǎn)替代提供了相當(dāng)良好的外部環(huán)境。據(jù)ARM的最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,，基于ARM架構(gòu)的芯片出貨量已經(jīng)累計(jì)突破了2000億顆,，其中第一個(gè)1000億顆用了26年時(shí)間，但第二個(gè)僅用了4年即已經(jīng)完成,，足見ARM架構(gòu)在新應(yīng)用環(huán)境下的增長(zhǎng)之快,，而這種快速增長(zhǎng)離不開其長(zhǎng)期堅(jiān)持“軟硬兼顧”的戰(zhàn)略落地。

比如,，它堅(jiān)持以高效率,、高性能為導(dǎo)向，十?dāng)?shù)年來(lái)堅(jiān)持工藝制程與EDA工具改進(jìn),，由此獲得了開源與商業(yè)軟件生態(tài)的廣大支持,，其靈活和創(chuàng)新的生態(tài)系統(tǒng)正是吸引國(guó)產(chǎn)廠商，包括騰訊,、阿里云,、華為等頭部企業(yè)參與其中的核心原因。而為了推動(dòng)ARM架構(gòu)與中國(guó)軟件對(duì)接,，ARM也在積極推動(dòng)與中國(guó)的開源組織、項(xiàng)目以及社區(qū)展開合作,，共同推動(dòng)中國(guó)云原生軟件在ARM上的快速運(yùn)行,。以上種種，都為中國(guó)的國(guó)產(chǎn)系統(tǒng)崛起創(chuàng)造了良好的條件,。

目前,，阿里云研發(fā)的服務(wù)器操作系統(tǒng)—龍蜥操作系統(tǒng)，就可以同時(shí)支持X86和ARM多種芯片架構(gòu)和計(jì)算場(chǎng)景,；華為的歐拉操作系統(tǒng)openEuler,，也同樣支持包括X86、ARM在內(nèi)的多種架構(gòu)……

當(dāng)然，當(dāng)下國(guó)產(chǎn)替代的選擇并不單一,，除了ARM之外RSIC－V也是國(guó)產(chǎn)替代可以考慮的范疇,。不難預(yù)見在技術(shù)革新加速的今天，依托國(guó)內(nèi)規(guī)模龐大的物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)和信創(chuàng)軟件生態(tài),，國(guó)內(nèi)操作系統(tǒng)有望利用內(nèi)外部機(jī)遇,，尋找到破除“缺芯少魂”卡脖子困境的最優(yōu)解。

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