Arm伺服器晶元路在何方

昨天（9日），業界傳出了一則消息：高通公司打造ARM架構伺服器晶元的高通數據中心事業部（QDT）技術副總裁Dileep Bhandarkar已經離開高通有一段時間了，據悉，他是前東家高通Falkor ARM伺服器架構設計的靈魂人物。

而Bhandarkar本人和高通對於離職都沒有做任何公開聲明，人們也只是在近日的SemiCon West 2018半導體展會上，聽到他說起「前高通」才發現端倪的。

而就在前不久的5月份，QDT總裁Anand Chandrasekher離職。而在錯失被Broadcom收購這一絕佳機會之後（該併購案被美國總統特朗普以可能危害國家安全為由否決），高通為了兌現先前對股東和投資者關於削減開支的承諾，宣布精簡QDT部門，裁員280人。

最近一年以來，業界對 ARM伺服器晶元的前途普遍持悲觀態度，而高通QDT部門一連串的裁員和精簡措施，似乎在不斷印證著人們的擔憂。畢竟，在以Intel為代表的x86伺服器晶元統治該行業多年的情況下，以高通為代表的一批企業先後加入研發ARM伺服器晶元的行列，以期待改變一下該行業一家、一架構獨大的局面，但經過幾年的努力，情勢似乎並不樂觀，有人退出，有人大幅精簡團隊規模。究其原因，還是ARM伺服器晶元在市場和客戶那裡沒有得到足夠的認可。

其實，不只是高通，x86伺服器晶元的另一大廠——AMD業曾經信誓旦旦地開發起了ARM伺服器晶元，以期待扭轉一下Intel一家獨大地局面（佔有全球90%以上的伺服器晶元市場），但可惜的是，投入研發沒有幾年，就因為客戶不買賬，而果斷放棄了ARM架構產品。

步其後塵，高通似乎也要放棄了？雖然大幅度裁員，但該公司對外一再宣稱，高通不會放棄ARM伺服器晶元的研發，只是縮減規模而已。但這些宣傳很難打消人們對ARM架構產品灰暗前景的疑慮。

高通不僅自己研發ARM伺服器晶元，為了擴大市場，特別是龐大的中國市場，該公司還於2016年初，和貴州省人民政府合資組建了「貴州華芯通半導體技術有限公司」(HXT)，專為中國市場設計和開發ARM伺服器專用晶元，雙方分別持股45％、55％，這被視為高通「技術換取市場」的重要一步。

而華芯通研發的第一款伺服器晶元「華芯1號」已於2017年年底試產流片成功，並將在今年下半年投入商用。

本來是信誓旦旦，要大幹一場，但高通的裁員，對於ARM伺服器晶元陣營，特別是中國的相關企業，顯然是傳遞了一個比較負面的信號。今後，ARM架構何去何從？相關廠商要如何應對這樣的市場局面，以及客戶的認可程度？問題有待解答。

ARM進軍伺服器

在統治了以手機為代表的移動處理器市場之後，ARM想要向伺服器領域滲透，要和這一領域的霸主——Intel掰一掰手腕。因此，ARM開始大力推廣64位指令集，以期建立相應的軟體生態。

趁著ARM推廣ARM 64的東風，AMD、高通、Cavium、APM等IC設計公司，以及中國的華為、飛騰和華芯通，陸續開發了各自的ARM伺服器CPU。

高通方面，該公司於2014年11月宣布進入伺服器市場，2016年12月：演示了其首個48核ARM伺服器晶元Centriq 2400系列；2017年8月，該公司宣布推出第5代自主架構設計Falkor，導入10nm製程，並且兼容ARMv8指令集，主要將鎖定伺服器等級應用。

2017年11月，高通正式發布Centriq 2400系列，該系列處理器為10nm工藝製造，使用Arm架構內核，面向企業和伺服器市場，這代表著Arm核心在伺服器市場中重大突破。Centriq 2400系列處理器的高端型號使用了48個高通公司基於Arm v8指令集打造的Falkor內核，配備60 MB L3緩存，6個DDR4通道，運行頻率為2.2 GHz，基本頻率為120W TDP，價格僅為2000美元。高通希望它能在雲伺服器市場上以每瓦的性能、總體性能和成本展開激烈競爭，然而自產品公布以來，主要伺服器提供商的可用性幾乎為零。

但是，好景不長，今年5月，就傳出了QDT可能會放棄Centriq的消息，緊接著就是一系列的裁員計劃和實施。

除了高通，APM也是一家在ARM伺服器晶元上有較大投入的公司。該公司雖然名氣不大，但其在2010年前後就開始了ARM伺服器CPU的開發工作，而且做出了性能不錯的產品，這些產品在數據中心、互聯網伺服器等領域已有了批量的應用。

例如，APM的X-Gene已經發展到了第3代。X-Gene3集成了32個核心，計劃採用台積電16nm製造工藝，主頻3GHz，最大功耗約為125W。根據Linley Group的報道，其模擬器測試成績Spec2006單線程定點性能在550分左右。X-Gene 3XL是X-Gene3的升級版本，計劃將32核升級為64核，並將SPECint_rate2006測試提升到1000。在單線程性能上，X-Gene3也非常亮眼，大約在17左右。由於Linley Group給出的單線程性能並不是通常說的單核測試性能，而是用rate分值/線程數，所以推測X-Gene3在模擬平台上的單核性能很有可能已經達到20左右了，這在ARM生態圈中是首屈一指的。

中國的ARM伺服器晶元陣營

國內致力於ARM伺服器晶元開發的主要有三家廠商：華為、飛騰和華芯通。

總的來說，飛騰是做的比較好的，華為也有成熟的產品，而華芯通還比較年輕，還沒有量產的產品推出，據說，產品將於今年下半年量產。

飛騰方面，該公司設計了代號為「火星」（Mars）的FT2000，性能較為強悍，也比較成熟，可以說是代表了我國ARM伺服器晶元的最高水平了。具體來看，FT2000採用28nm工藝，主頻2GHz，功耗100W。晶元面積600多平方毫米，集成了64個FTC661 CPU核，共計48億個晶體管。根據測試，FT2000的晶元實測成績相對於模擬器成績要稍低一些，在2GHz主頻下，採用GCC4.8編譯器，SPEC2000和SPEC2006測試。其中SPEC CPU2006全晶元測試分值為定點570，浮點482，單線程測試分值為定點12.4，浮點11.3，雖然在單線程性能上和Intel依舊有不小的差距，但就多線程性能而言，足以與Intel Xeon E5-2695v3晶元相媲美。

華為方面，其ARM伺服器CPU集成了32核ARM Cortex A57，採用台積電16nm製造工藝。但這款伺服器CPU的性能相對有限。以飛騰的FT2000作參照，華為的這款伺服器CPU在製造工藝領先2代的情況下，以FT2000一半的功耗實現了不足FT2000一半的性能。

生態系統牢不可破

由於伺服器晶元的生態系統被Intel牢牢地把持著，並佔有90%的市場份額，所以，起步時間不長的ARM伺服器CPU依然在艱難地前行著，國內外相關企業的產品也還很難贏得太多的市場空間。

這種情形，與Intel、ARM在移動處理器市場的情形正好相反，由於ARM牢牢地掌控著手機處理器的生態系統和市場，使得在該領域起步滯後的Intel，花了很大力氣和巨額資金去追趕，力求建立屬於其自己的移動生態系統，但終究由於入局太晚，難以撼動穩固的ARM生態而鎩羽而歸，只能在手機基帶處理器上保留著一絲火種。

不知道這種情形，是否會完全被複制到伺服器晶元領域，如果是的話，則對於ARM伺服器架構陣營的廠商來說，前景實在是不容樂觀。

ARM伺服器架構為何干不過Intel

實際上，三星、博通、NVIDIA等晶元巨頭都曾聲稱要研發ARM伺服器晶元，但結果卻是全都相繼放棄。

此外，Marvell因為收購了Intel的Xscale處理器業務，也曾投入到ARM伺服器晶元市場，還稱與百度有深入合作，但結果卻是不了了之。

2017年底，Marvell宣布收購Cavium，這家專註於網路通信領域多核處理器的廠商現在也是ARM陣營伺服器晶元的代表廠商。不知道Marvell是想通過收購再次進入伺服器市場，還是另有打算呢？答案待解。

相對於Intel的伺服器晶元生態系統，ARM陣營的最大劣勢就是軟體生態。這就像當年Intel進軍移動市場時，也是遇到了軟體生態問題，不僅軟體兼容性飽受詬病，而且在和移動設備生產商的配合方面也出現了大問題，傳統PC思維濃重的處理器巨頭完全無法理解手機和平板廠商的需求，雖然投入了100多億美元補貼，但最終還是搶不到多少市場份額。

業界有一種說法，即只要擁有20%的成本優勢，就有動力更換處理器架構，但到目前為止，這個成本優勢還沒有體現出來，所以，更換為ARM處理器架構的動力不足。

希望在哪裡

大數據、雲計算時代即將到來，伺服器市場將迎來爆髮式增長。在當下的數據中心，Intel處理器佔據90%以上市場份額，這會使互聯網公司和數據中心的運營者在面對Intel時缺乏議價能力。

因此，尋找替代解決方案，實現多供應商是他們的當務之急。如谷歌、百度、阿里等互聯網巨頭都對ARM伺服器非常感興趣。

由於市場足夠大，且一些互聯網巨頭比較青睞定製版的ARM伺服器，這使得ARM陣營能獲得一定的市場。

而在中國，雖然華芯通、華為、飛騰等ARM伺服器CPU廠商無法完全替代中國市場上的Intel CPU，但攻佔一部分原本屬於Intel的市場還是能夠期待一下的。

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