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办事器CPU市场“变天”

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Intel 10nm/7nm工艺的难产,形成了多个市场的震荡。虽说Intel在CPU市场的渐渐衰落由多方面要素形成,但其基本缘故原由仍在于工艺迭代未能按方案行进。现实上,x86市场的另一名竞争敌手AMD并未在微架构层面体现出多大上风,它只是基于台积电的芯片制造工艺表现出了些许抢先。

在《国际电子商情》往期的杂志中,九游会总结道:PC市场正在产生变革。这一变革也异样涉及到办事器市场——大概说,局部数据中心市场。往年一季度,Intel的数据中心商业营收呈现了较大水平的滑坡,跌幅同比到达了20%。从Mercury Research公布的数据来看,往年一季度,AMD在x86办事器市场的份额曾经到达8.9%,该数字对AMD而言是一个新高。值得留意的是,这是在AMD公布最新EPYC Milan芯片之前获得的成果。

办事器CPU市场也是Intel的传统根本盘,Intel终年以95%以上的市场份额雄踞该范畴。但是在短短两年工夫内,Intel在该市场的位置就呈现了一丝松动。由于Intel基于壮大的生态与市场,其办事器CPU市场临时不会失守,不外AMD并非最可骇的竞争敌手,更为宏大的要挟正在构成。


寂静“吞食”HPC与数据中心市场

2019年,Arm引入Neoverse产品线,并公布了Neoverse N1/E1中心IP——这是Arm第一次专门针对办事器产品推行有“名分”的处置器IP。

Arm此举未引发业界的存眷,终究这不是它初次表露其攻占办事器、底子办法处置器市场的希图——在已往10多年里,曾经有多家芯片制造商推出基于Arm技能的办事器处置器,好比英伟达的Project Denver、高通的Centriq、博通的Vulcan等,这些产品都不曾在市场激起多洪流花。

但当2019年末亚马逊公布自研的Graviton2处置器,该处置器基于Arm Neoverse N1技能。亚马逊将Graviton2使用于Amazon EC2实例,还宣布EC2实例实用于种种事情负载,比基于x86的实例超过跨过多达40%的性价比,此时Arm Neoverse才开端被更多人知晓。

现在,包罗Ampere Computing、Marvell等在内的市场到场者,都推出了基于Arm的底子办法处置器,而这次的状况与10年前曾经大纷歧样。固然就单纯的功能层面以及生态完备性而言,Arm Neoverse N1仍无法与Intel/AMD相提并论,但在更高的Performance/TCO(功能/总拥有本钱)和能效(Power Efficiency)层面,Arm的办理方案对底子办法供给商有充足的吸引力。亚马逊自研Graviton2处置器选择Arm技能,便是看重其更高的性价比。

往年3月,DIGITIMES公布的研讨陈诉提到:亚马逊、微软等云盘算数据中心运营商以及Marvell、Ampere等芯片设计企业开端接纳Arm架构,这估计将协助Arm在大范围云数据中心与HPC市场扩张,令其在办事器CPU市场取得10%的市场份额。预期中10%的市场份额对Arm而言是一个宏大的前进,且将对x86产品组成真正的要挟。

同时,该机构也称:“大范围云盘算运营商正扩张其数据中心底子办法,以期满意云盘算办事、AI与HPC使用增加中的需求。他们关于低落硬件开支和功耗有着相称大的需求。基于Arm的CPU可以让这些运营商,以更高的性价比和更具弹性的组合提供办事。”


何故提供更高的能效与性价比?

即使云云,市场上现有的Arm办事器处置器尚难从基本上撼动x86的位置。次要缘故原由在于:曾经推向市场的Neoverse N1办理方案的功能与x86相比并无上风,同时前者的能效上风也不太大; Neoverse N1固然在本钱上有明显上风,但其周边生态还是分明的短板。因而,在这种状况下,Arm办事器处置器市场仍处于张望的境地。

不外,从Arm在办事器产品中的潜能来看,将来Arm大概会比x86有更多上风。典范的例子是, Nuvia公司曾公布一张功耗与功能比拟图(图1),这张图中蓝色、绿色、紫色的陡峭曲线代表Intel和AMD近代处置器中心,白色代表高通(S865)处置器中心,玄色和灰色辨别代表苹果的两代处置器中心。


图1 处置器功能评测软件Geekbench 5测试的各品牌CPU每瓦功能 泉源:Nuvia

这家公司方案推出基于Arm指令集的办事器CPU。固然现在其芯片产品尚未推出,但从其公然的每瓦功能图来看,计划中深蓝色曲线的功耗与功能区间数据表现,不但其功能凌驾x86阵营与Arm阵营的其他竞争敌手,并且其更高功能所需的功耗远低于x86处置器。

2021年3月,高通宣布完成对Nuvia的收买,其对高通骁龙处置器的影响估计会在来岁表现。固然高通对Nuvia的预期不在办事器范畴,且Nuvia的计划只是基于Arm指令集而并未接纳Arm提供的中心IP,但这也能反响Arm在办事器市场的潜能相称大。

依照Arm公布Neoverse产品线时的计划,该系列将与Cortex一样会每年更新,方案每年提拔30%的功能。实践上,往年更新的Neoverse N2和V1,比最后的N1辨别提拔了40%、50%的功能。

只管尚无详细的芯片产品问世,但曾经有不少互助同伴对其发生兴味。好比往年4月中旬,印度电子和信息技能部(MeitY)宣布,其百兆级高功能盘算CPU设计将接纳Neoverse V1平台;法国芯片首创企业SiPearl和韩国电子通讯研讨所(ETRI)也相继宣布将接纳Arm Neoverse V1。


这家GPU厂商将左右市场格式

将来Arm的归属是市场到场者在思索贸易危害时最担心的题目。将英伟达对Arm的收买,看做是Arm将来开展的一个变数并不为过。

另一方面,英伟达现在在数据中心市场的热度风景无二。从英伟达FY2021 Q4季报来看,其数据中心商业营收到达19.03亿美元,同比增加97%。现在数据中心商业已占到英伟达公司营收的40%左右。

别的,在客岁的GTC China大会上,英伟达环球商业运营实行副总裁Jay Puri谈到了有关收买Arm的题目:“在市场方面,将来数据中心的紧张事情是围绕人工智能、减速盘算而睁开。英伟达在这个平台很成熟,九游会有可用的完备货仓,有一切须要的互助同伴,生态体系巨大,有凌驾200万开辟者;许多首创企业、行业研讨都在举行中。”他也夸大说,“一旦Arm成为英伟达的一局部,九游会将可以促进Arm在数据中心获得乐成。”

英伟达在数据中心的位置,动员Arm的开展可谓瓜熟蒂落[guā shú dì luò]。在往年的GTC大会上,英伟达宣布推出Grace CPU,该CPU基于Arm Neoverse将来迭代架构——极有大概是Neoverse N2。在整个盘算架构上,CPU与GPU之间的通讯协议改用NVLINK,以完成真正的高带宽。Grace CPU以及盘算架构颇有“革”x86命的意味。

固然,Grace CPU自己有限于HPC AI,它对整个底子办法市场的影响我害怕比力有限。不外,英伟达也宣布与多家企业互助,好比与亚马逊完成Graviton2与英伟达GPU的联合;让英伟达GPU可搭配在Ampere Computing的Ampere Altra上;与Marvell配合着力于5G RAN与BBU使用场景;让英伟达GPU与联发科SoC团结,打造将来的PC与条记本电脑。

这些互助同伴的处置器产品所有都基于Arm技能。可见在英伟达的正到场下,疾速加大Arm在数据中心市场的到场度势在必行。将来英伟达在底子办法市场的决议计划,将极大影响到办事器CPU的市场格式。


将来存在的一些变数

如前文所述,要在办事器市场取得片面成功,Arm仍旧面对着不少应战——起首是,AMD的存在感越来越强。AMD异样接纳台积电的先辈工艺,其x86处置器产品仍有极大的开展空间。客岁第四序度,AMD的半定制及EPYC数据中心处置器商业营收增加多达176%。

与此同时,Intel最新公布的Ice Lake-SP至强处置器固然在能效与功能方面体现出疲态,但Intel正加紧产品的更新步调,估计在下半年面世的至强Sapphire Rapids处置器大概会体现出不俗的战力;并且Intel在体系层面有更片面的市场上风,其存储、I/O等方面的技能积聚,可从体系层面临竞争敌手组成压力。

另一方面,x86终年培育的软硬件生态仍不容无视,这也是Arm以后的软肋:包罗软件生态以及主板、托架体系设计的支持等。就Neoverse N1的状况来看,Arm在中心IP之外的体系层面仍体现出一些不可熟,好比存在socket(套接字)互联的服从题目。

在传统竞争敌手之外,RISC-V以指令集开源的上风,大概成为Arm在数据中心市场的竞争敌手,阿里巴巴基于RISC-V对其云办事做出支持便是最佳例证。

但Arm在数据中心市场曾经势不行挡:它关于底子办法市场的器重亘古未有[gèn gǔ wèi yǒu],不但是对中心IP的增强,也在对尺度、认证的片面美满。辅以底子办法对本钱和功耗越来越敏感的市场近况,外加英伟达的推进,在将来几年内,Arm无机会让办事器处置器市场,产生天翻地覆[tiān fān dì fù]的变革。


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