科工力量：国内公司发力高性能服务器芯片，自产自销不失稳当

2021-11-02

【文/观察者网专栏作者铁流】

日前，阿里云旗下的平头哥半导体公司发布服务器CPU倚天710。企业介绍，倚天710基于ARM最新的ARMv9架构设计，采用5nm工艺制造，单芯片容纳高达600亿晶体管，128个CPU核心，主频最高达到3.2GHz。就数据来看，倚天710在SPECInt2017基础测试中，倚天710跑分达到440分，超过行业标杆20%。

整体上说，倚天710证明ARM芯片从设计到制造的全球产业链在流程上已经非常成熟，在全球分工开放的情况下，国内企业重视并扎扎实实花大力气投入，有望设计出高性能ARM CPU，这也证明国内SoC设计人才和技术水平已经达到国际主流水准。

一款CPU走完设计制造封装测试到获得样片、量产全流片，一般需要三年，这是行业一般规律，像英特尔、AMD、ARM那样每年出新品，都是几个设计团队车轮战，你方唱罢我登场，轮番推出自己的产品，有时候还存在推出一代新架构后，每年一小改，改几代用几年的情况。

企业介绍，倚天710基于ARMv9指令集，ARMv9是ARM于3月31日推出的。在ARM推出v9的半年后，阿里云就推出基于ARMv9“自研”的倚天710，笔者推测，平头哥公司是基于ARMv9公版架构设计了一款ARM CPU。

近年来，ARM CPU性能可谓是突飞猛进，根据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架构及Makalu架构会相对于X1/A78这一代保持30%以上的IPC性能提升，如果ARM的PPT不注水，那么，这基本上已经接近或达到X86主流水平。

多年前，ARM Cortex A57大致与X86阵营尾部的VIA nano性能相当，短短数年间，ARM公版架构就接近到X86主流水平，这种追赶速度让人深刻体会到ARM强悍的技术迭代能力。

此前，不少互联网公司曾经表示将开发ARM服务器CPU，本次阿里云的成功或引发连锁反应。相对于ARM公版架构在过去几年里突飞猛进，飞腾的ARM CPU的CPU核则进步缓慢，从2014年至2021年，其CPU IPC仅提升了20%左右。

华为ARM 服务器CPU一共出了四款，第一款（1610）和第二款直接买A57（1612）设计SoC，第三款买A72（1616）设计SoC，这个属于买IP设计SoC，是ARM在技术迭代。第四款ARM CPU（1620）可以说是在没有前代CPU的情况下横空出世，CPU核性能与A76处于同一水平。

由于飞腾的ARM CPU IPC提升缓慢，华为因众所周知原因下一代ARM CPU迟迟不见踪影，本次阿里的倚天710可以说是刷新了国产ARM CPU的纪录。不过，从技术史上看，ARM通用服务器之路并不平坦。

过去这些年，ARM服务器CPU一度被诸多行业人士看好，被认为有希望取代X86，或侵蚀部分X86服务器CPU市场。AMD、高通、博通等一大批知名公司相继参与，想要ARM在服务器领域复制在智能手机领域的成功。

然而，ARM服务器CPU的市场表现并不理想。博通、AMD以及一批名不见经传的小厂已经放弃ARM服务器CPU，AMD把重心转向X86 CPU，博通则把自己重金开发的ARM服务器CPU直接卖给了凯为。马维尔在收购凯为获得X2和X3之后，也对ARM服务器CPU团队进行了大裁员，大陆和印度团队都裁掉了，只在美国本土保留一个小团队，并宣布放弃ARM通用服务器CPU。一些小厂在推出几款ARM服务器CPU之后，就听不到后续消息了。国内方面，华芯通做了几年后也关门了。

行业有个说法，纯商业模式下，无论是X86进手机，还是ARM进服务器，都基本没戏。商业市场打不开，党政国企采购呢？笔者注意到，党政机关和国企事业单位因行政命令采购ARM服务器的现象，依然存在。至于大公司的零星采购，大多是搞一个方案B，不是规模替换。什么时候像BATJ这样的互联网公司规模化采购，替换数据中心30%以上的X86服务器，那才可以称为对X86造成威胁。

ARM服务器CPU正在退潮，但少数有能力实现“自产自销”的厂商，比如亚马逊这样的云计算巨头，是有实力和能力去“消化”自己设计的ARM服务器CPU。2015年，亚马逊开始针对云服务设计定制SoC，当时该公司收购了以色列一家公司。在ARM服务器方向，目前亚马逊云科技的Graviton处理器已经获得市场的认可，价格和性能都在不断提升。

自产自销，阿里云无疑也是这样的路线。据Gartner历年报告，阿里云全球市场份额连续五年上涨，从2016年的3.7%涨至2020年的9.5%，与谷歌云的6.1%拉开差距，排名全球第三，仅次于微软Azure；第一名亚马逊AWS的份额从原先2016年的53.7%降到40.8%。就中国市场而言，中国信通院在《云计算发展白皮书(2020年)》显示，公有云市场阿里云位居中国第一。从不同机构数据可看出，阿里云是中国市场的领导者，占有40%左右的份额。

总的来说，作为一款由ARM提供技术授权，由大陆工程师完成SoC设计，由台积电完成制造的服务器CPU，作为一款依靠全球产业链打造的ARM芯片，倚天710是一款性能优越的商业芯片，在阿里云自产自销的模式下，前景是可以期待的。但国内民众在为阿里云取得的成绩喝彩的同时，亦要清醒认识到，中国企业做对了什么，还需要做什么。

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