原副标题：ARM伺服器晶片，火了
文 | 积体电路产业发展四海
在网络系统需求增长的趋势下，核心理念晶片的竞逐越演越烈。多方精神力量不碍此以的推动另一方面网络系统的发展时，伺服器作为网络系统最核心理念的硬体，其晶片也倍受关注。
晚期的伺服器晶片，由RISC构架改朝换代。而后随着，AMD面世X86构架，逐渐抬升RISCCPU消费市场，在极短的一两年内，AMD和AMD都占有着伺服器消费市场的非主流，其中AMD消费市场占有率超过90%，AMD则吞下剩的部分。
十多年来，业内一直在问：“ARM构架能够在网络系统寻得先机吗？”
年少时的功败垂成
ARM构架反攻伺服器消费市场为丛藓科扭口藓。ARM派系进入伺服器晶片消费市场的统筹规划已近十多年，早在2008年，ARM就开始筹划伺服器晶片方案，IBM、AMD、N43EI241SN、AMD等美国企业都曾发布过ARM构架的伺服器晶片，但全被功败垂成。
Calxeda已然经营不善，Applied Micro而后将ARM构架伺服器晶片销售业务变卖，甚至连HTC都在产品设计完成之前就中止了销售业务，从伺服器应用领域艾涅勒。
彼时，很多人将这些公司失利的原因肇因于操控性。认为ARM伺服器晶片完全无法相媲美x86同价位的操控性。但是在2018年，AMD面世了第一款ARM的高效率伺服器晶片Centriq 2400，最高40核，最高48核，如前所述HTC10nm工艺技术打造出。使用的是暗鞘FalkorCPU核心理念，三缓为60MB，旗舰价格为1995刀。
彼时AMD袖珍，当运转SPECint_2006时，Centriq 2460操控性比AMD Purley纯银8160略低7%，晶片操控性数据非常出众。
尽管AMD还找来了穆萨、铿腾、安迈等巨擘袒护，但一阵阵Amravati之后，最后也只有一间表示DDOS防御网络平台从X86更改成了ARM。而后，AMD宣布缩减在“卡唐翁理念”产品应用领域的开支，方案停用伺服器晶片部门，而AMD胡尔坎策画伺服器晶片的Anand Chandrasekher也离任了。
AMD轰轰烈烈的ARM伺服器晶片最终也以失利结尾。
从操控性角度来看，AMD当年面世的CPU不输彼时的非主流伺服器晶片，但AMD仍然失利了。
这其中，一部分原因在于AMD想要缩减在“卡唐翁理念”产品应用领域的开支，从而减少了在新应用领域探索的力度，但更大一部分原因在于彼时ARM伺服器消费市场的生态尚未搭建成功。
直到2019年，ARM的Neoverse网络平台路线图的面世，其对伺服器消费市场的渗透率开始有了实质提升。2020年苹果、微软相继宣布将发布如前所述ARM 的 PC 产品，华为鲲鹏、亚马逊、Facebook等纷纷布局如前所述 ARM 的暗鞘伺服器晶片，完善ARM构架生态。
随着全球最大云计算亚马逊在自己云计算的ARM构架CPU Graviton真正部署起来，并且占到自己网络系统绝对量的20%时，这才标志着ARM构架CPU在伺服器行业上量的转折。
崛起的背后
根据TrendForce数据预测，随着云网络系统的采用逐渐增长，预计到2025年，ARM构架在网络系统服务器消费市场渗透率将达到22％。这个数据意味着如前所述ARM构架的伺服器，将在未来3年实现翻倍增长，这也意味着ARM将带来不可逆的行业变化。
为什么曾经使得众多企业“功败垂成”的ARM伺服器晶片，现在却开始崭露头角？
这需要从三个方面来看：
第一个方面，是伺服器晶片的巨大消费市场。伺服器的消费市场就非常庞大，知名研究公司IDC的数据显示，去年云计算基础设施的总开支为739亿美元，同比增长8.8%。彭博行业研究分析师曼迪普·辛格(Mandeep Singh)指出，仅网络系统CPU每年就能创造280亿美元的收入。
巨大的伺服器消费市场，需要的是巨额的伺服器晶片。而在这个高端计算消费市场，单颗晶片的售价高达数千美元。以AMD为例，目前，高通提供的手机晶片通常定价在几十美元。相比之下，最高端的伺服器CPU每颗晶片的价格超过1万美元。这就是伺服器晶片能够带来的巨额利润，在这种情况下，类似AMD的晶片厂商也希望能够在伺服器消费市场中分上一杯羹。
第二个方面，是ARM产品的最强优势——低功耗。在网络系统应用领域，功耗早就成为了一个重要的问题，随着伺服器群的扩展，每个大伺服器群都将消耗惊人的电量。众所周知，ARM构架正是凭借其低功耗的优势，占领了手机领域的消费市场。
现在，凭借这一优势，ARM同样打入了云伺服器厂商中。许多AWS的客户表示，与现有AMD、AMD的伺服器CPU相比，他们租用如前所述ARM构架的Graviton晶片节省了10%~40%的计算成本。
正因如此，ARM伺服器晶片最先落地的应用领域就在云伺服器厂商。对这些云计算厂商来说，能够节省巨额的功耗，就能带来不少的收益。
第三方面，是曾经被诟病的操控性。虽然，在过去的一两年内，ARM构架CPU操控性没有x86构架CPU操控性强，甚至业内一度认为X86构架晶片能够轻而易举的阻挡ARM构架晶片。但是，现在ARM构架CPU的操控性已经赶上甚至超越X86构架CPU。
ARM单核的面积仅为 X86 核的 1/7，同样晶片尺寸下可以继承更多核心理念数。通过“堆核”的方式，使得ARM构架CPU在操控性快速提升下，也能保持较低的功耗。根据Ampere给出的数据，其CPU的操控性超越传统x86CPU3倍，操控性功耗比领先近4倍。与 x86 伺服器CPU相比，Ampere Altra 系列可用50%的能耗，提供200%的操控性。
ARM奔向战场
近年来，ARM构架的的兴起下，许多巨擘纷纷开始暗鞘ARM构架的伺服器晶片，包括国外的亚马逊、谷歌甚至微软，国内的腾讯、穆萨巴巴、华为等等都积极参与其中。
曾经失利的AMD似乎也在尝试再次进军伺服器晶片消费市场，去年收购了晶片创业公司Nuvia，而Nuvia创立的目标是打造出高操控性的ARM伺服器晶片。
ARM的伺服器晶片有三大目标消费市场即云计算、HPC和边缘计算。
云计算派系
在云计算应用领域上，ARM可以说已经取得了相对领先的成功。亚马逊云、甲骨文云、Azure和穆萨云等巨擘纷纷入局ARM云主机消费市场。
腾讯云在2021年底发布了CVM 标准型SR1伺服器，可用于各种类型和规模的企业级应用等。这款伺服器吸引人的地方不在于其他配置，而是内置的ARMCPU——2.8GHz的Ampere AltraCPU。根据相关评测，SR1伺服器的算力性价比超过了同等配置的S5（配置Intel至强Platinum 8255C CPU）伺服器，最高有83%的操控性提升。
去年，穆萨旗下的平头哥发布暗鞘云晶片倚天 710，它如前所述 ARM 构架，官方称之为 “全球操控性领先的云原生处理晶片”，操控性超过业内标杆 20%，能效比提升 50% 以上。
作为少数IT服务商转型而来的云厂商，华为云可以利用华为在伺服器等硬体方面的优势，可以提供如前所述华为鲲鹏晶片的ARM实例，作为暗鞘的ARM主机提供商，华为与亚马逊云和穆萨云属于一类，一方面可以靠鲲鹏生态，一方面要靠华为服务行业的经验。
2021年，UCloud也面世了如前所述Ampere AltraCPU的主机，UCloud官方列出了与同等配置x86主机的价格差异，大致相差35％，应用场景方面，包括各类数据库系统、Redis集群、分布式开源存储方案，安卓相关的仿真测试和开发测试，云手机以及嵌入式开发等。
此前一直没有采用ARM晶片的谷歌云，在今年也宣布将开始采用如前所述ARM技术的晶片，使用将如前所述Ampere Computing的Altra晶片。
在较大的云厂商中，似乎只有IBM云，目前还没有使用ARM构架晶片。
当然，也有的规模较小的云厂商觉得，现阶段面世ARM主机的做法不划算，并没有面世ARM伺服器的的打算，对于采用AMD的x86伺服器倒是更热衷一些，目前，还是x86的实用性更强一些。
暗鞘也好，用第三方的ARM网络平台也好，整体而言，ARM伺服器的云浪潮开始涌起。
HPC派系和边缘计算派系
在HPC方面，日本RIKEN实验室的“Fugaku”超级计算机凭借152064个48核富士通A64FX处理器位列世界第二。Fugaku使用的ARM构架CPU，采用定制的ARM V8构架，依托7纳米FinFET制程技术生产。浮点运算部分是与ARM合作开发的SVE指令扩展，使用512 bit浮点运算单元，大幅强化运算能力。
美国能源部下属的桑迪亚国家实验室宣布建造ARMCPU的超算Astra，浮点操控性达到2.3PFLOPS。
英伟达也面世主要面向大型数据密集型 HPC的Grace ，内置下一代 ARM Neoverse 内核，每个CPU能在 SPECrate2017_int_base 基准测试中单位时间运转超过 300 个实例。
边缘计算方面，英伟达正扩大与 Marvell 的合作，将如前所述 ARM 的 OCTEON DPU 与 GPU 相结合，加速 AI 工作负载，实现网络优化和安全。
实际上，ARM另一方面也在不断面世助力晶片企业进入高操控性计算场景的网络平台，先后相继面世了Neoverse V系列、Neoverse N系列和Neoverse E系列。
目前有三家国内的初创公司正进行如前所述Neoverse N2的相关产品设计。其中，遇贤微电子和鸿钧微电子是致力于云原生伺服器 CPU 的开发，云豹智能则是针对 DPU 应用领域。
总结
我国厂商在 ARM 生态中布局甚广，华为鲲鹏和天津飞腾晶片均有 ARM 构架台式机和伺服器晶片，ARM 生态整机厂商包括长城、浪潮、同方、曙光等，国产操作系统亦广泛支持。
从伺服器晶片的发展历程来看，在2010年，很多企业只能采用X86晶片，经过2010年到2020年的十年攻关，完成了X86向ARM构架的软件移植。现在，ARM凭借着另一方面优势，开始在伺服器应用领域冲锋陷阵。多
