2020年 3 月 4 日，安晟培（Ampere Computing）宣布推出全新一代 Altra 處理器，同時(shí)表示也是首款應(yīng)用于新一代云和邊緣計(jì)算數(shù)據(jù)中心的云原生 CPU。

　　Altra 處理器采用臺(tái)積電 7 納米 FinFET 工藝制造，內(nèi)部嵌有多達(dá) 80 個(gè)基于 ARM 架構(gòu)的定制內(nèi)核，內(nèi)核采用單核單線程設(shè)計(jì)，功耗為 210W。安晟培表示，Altra 處理器將為日新月異發(fā)展的前沿科技領(lǐng)域如數(shù)據(jù)分析、人工智能、數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、電信堆棧、邊緣計(jì)算、Web 主機(jī)與云原生應(yīng)用等提供突破性的能效提升。

　　10 多年來(lái)，英特爾幾乎是全球服務(wù)器市場(chǎng)的唯一 CPU 供應(yīng)商，包括高通、博通、英偉達(dá)、Marvell、華為在內(nèi)的多家公司嘗試進(jìn)入，但大都以失敗告終。安晟培此次高調(diào)發(fā)布，是否預(yù)示 ARM 架構(gòu)要卷土重來(lái)，與 X86 在服務(wù)器市場(chǎng)再次同臺(tái)競(jìng)技。

　　Ampere 是誰(shuí)

　　開始先介紹下 Ampere Computing。時(shí)間回?fù)艿?2017 年。

　　2017 年 1 月，MACOM 宣布成收購(gòu) Applied Micro Cirruits Corp.，并表示立即分拆服務(wù)器芯片業(yè)務(wù)，積極和潛大買家接觸。MACOM 做為一家通信芯片廠商，確實(shí)對(duì)服務(wù)器芯片不感興趣，只有 Applied Micro 的高速載波和數(shù)據(jù)中心連網(wǎng)芯片業(yè)務(wù)符合口味。

　　Applied Micro Circuits Corp.（AMCC/AppliedMicro/APM）創(chuàng)立于 1979 年，初期主要為軍方提供特殊芯片，擁有自用的晶圓廠，逐步轉(zhuǎn)向航空、工業(yè)和汽車芯片市場(chǎng)，在 1997 年上市后，進(jìn)行了并購(gòu)，進(jìn)入了高速語(yǔ)音和數(shù)據(jù)光纖網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)。

　　2004 年 AppliedMicro 以 2.27 億美元的價(jià)格從 IBM 購(gòu)買了 PowerPC400 資產(chǎn)、IP 和工程師，但好像運(yùn)營(yíng)不太成功，在 2009 年 ARM 推出 ARMv8-A 架構(gòu)后，AppliedMicro 迅速轉(zhuǎn)向 ARM 陣營(yíng)，購(gòu)買了 ARMv8-A 架構(gòu)許可，依托 PowerPC 的班底從頭開始設(shè)計(jì)新的處理器，在 2011 年迅速推出了 X-Gene 服務(wù)器芯片，有 8 個(gè)定制化 2.4GH 處理器內(nèi)核，采用 40 納米工藝制程，2014 年使用在 HP 服務(wù)器上；2014 年宣布推出采用 28 納米工藝的制程 X-Gene2，并宣布要推出采用 16 納米 FinFET 工藝的制程 X-Gene 3；2017 年公司被 MACOM 收購(gòu)。

　　2017 年 10 月，Ampere Computing 創(chuàng)立，與 MACOM 達(dá)成交易，收購(gòu)原來(lái) AppliedMicro 的服務(wù)器芯片業(yè)務(wù)，獲得了基于 ARM 架構(gòu)的 X-Gene 3 的 IP。

　　說到 Ampere，還得提到一個(gè)人，英特爾歷史上第六任總裁，詹睿妮（Renée J. James）。

　　詹睿妮出生于 1964 年 6 月 25 日，1986 年和 1992 年在俄勒岡大學(xué)獲得國(guó)際商務(wù)學(xué)士學(xué)位和工商管理碩士學(xué)位。詹睿妮于 1987 年加入英特爾，在多個(gè)部門工作過，2002 年出任發(fā)展計(jì)劃副總裁，2005 年擔(dān)任高級(jí)副總裁兼軟件和服務(wù)集團(tuán)總經(jīng)理；2012 年擔(dān)任執(zhí)行副總裁兼軟件和服務(wù)集團(tuán)總經(jīng)理；2013 年 5 月 16 日出任總裁。當(dāng)時(shí)詹睿妮是英特爾 CEO 最有力的競(jìng)爭(zhēng)者，后來(lái)董事會(huì)選擇了布萊恩·科贊奇（Brian M. Krzanich）擔(dān)任 CEO。

　　2016 年 2 月 1 日，詹睿妮離開英特爾，加入凱雷集團(tuán)（The Carlyle Group），并于 2017 年 10 月出任 Ampere 總裁，重新回到芯片市場(chǎng)。詹睿妮認(rèn)為，Ampere 將會(huì)在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候和英特爾同臺(tái)競(jìng)技。

　　Ampere 的團(tuán)隊(duì)可謂豪華，CTO 是原英特爾副總裁兼產(chǎn)品架構(gòu)總經(jīng)理 Atiq Bajwa（在英特爾服務(wù)超過 30 年），執(zhí)行副總裁是原英特爾副總裁、資深架構(gòu)師 Rohit Vidwans（在英特爾服務(wù) 26 年），邏輯開發(fā)副總裁是原英特爾資深首席科學(xué)家 Sean Mirkes（在英特爾服務(wù) 21 年，負(fù)責(zé) Pentium 4 和 Core 的設(shè)計(jì)）。公司的兩位資深研究員（Fellow）是 Stephan Jourdan 和 Shiv Kaushik，這現(xiàn)位都在英特爾工作超過 20 年。

　　這么一幫牛人在一起，總能鼓搗成功一些事。受惠于 AppliedMicro 購(gòu)買了 ARMv8-A 架構(gòu)許可，能夠讓 Ampere 獲得長(zhǎng)期的設(shè)計(jì)選擇和差異化服務(wù)。

　　這不，2018 年 9 月 18 日首款芯片 eMAG 正式出貨，成為全球第二款出貨的 ARM 架構(gòu) 服務(wù)器芯片。第一款是 Marvell/Cavium 的 ThunderX2 芯片。不過兩者的芯片市場(chǎng)定位不同， ThunderX2 瞄準(zhǔn)雙路平臺(tái)和 HPC 工作站市場(chǎng)，直接和英特爾 Xeon 和超微半導(dǎo)體 EPYC 對(duì)抗，而 eMAG 則瞄準(zhǔn)單路服務(wù)器市場(chǎng)。

　　eMAG 基于包含 32 個(gè)定制的核心，性能高達(dá) 3.3GHz，功耗低至 125W，每插槽 1TB 的內(nèi)存容量，以及高帶寬 PCIe—42 個(gè)通道的 PCIe Gen3，加上外部附加組件。Ampere 宣稱其首次亮相的 X-Gene 3 提供的內(nèi)存容量和帶寬比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手高出 33%。

　　服務(wù)器芯片市場(chǎng)的魔力

　　2019 年英特爾在數(shù)據(jù)中心集團(tuán)營(yíng)收 235 億美元，毛利 102 億美元，毛利率達(dá) 43%；2018 年?duì)I收 230 億美元，毛利 115 億美元，毛利率高達(dá) 50%。數(shù)據(jù)中心集團(tuán)的毛利率連續(xù)多年高于客戶計(jì)算集團(tuán)（Client Computing Group，CCG）。

　　50%的毛利率，也許這才是眾多廠商進(jìn)軍服務(wù)器芯片市場(chǎng)的誘惑。

　　在突如其來(lái)的疫情影響下，市場(chǎng)出現(xiàn)巨大的不確定性，但得益于遠(yuǎn)程辦公與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，以及短視頻的增加，2020 年服務(wù)器市場(chǎng)增長(zhǎng)是肯定的，同時(shí)也將推動(dòng)服務(wù)器芯片市場(chǎng)高速增長(zhǎng)。據(jù)預(yù)測(cè)，2020 年服務(wù)器芯片市場(chǎng)規(guī)模將高達(dá) 300 億美元，較 2019 年增幅達(dá) 30%。

　　曾經(jīng)玩家今何在

　　近 10 年來(lái)，在 ARM 的助推下，包括高通、博通、英偉達(dá)、Marvell、華為在內(nèi)的多家公司嘗試進(jìn)入服務(wù)器芯片市場(chǎng)，但大都以失敗告終，目前還在拼搏的有華為、亞馬遜、Ampere 等少數(shù)公司。

　　Calxeda 在 2008 年成立，一直致力研發(fā) 32 位 ARM 架構(gòu)服務(wù)器芯片，在 2011 年推出了基于 Cortex-A9 的低功耗服務(wù)器芯片 EnergyCore ECX-1000。雖然獲得惠普的微服務(wù)器項(xiàng)目 Moonshot 系統(tǒng)采購(gòu)合約，但終因不符合市場(chǎng)需求，公司于 2013 年關(guān)閉。

　　Applied Micro 是早期介入 ARM 服務(wù)器芯片的廠商。Applied Micro 的公司名為 Applied Micro Cirruits Corp.，2009 年將公司標(biāo)識(shí)由 AMCC 改為 Applied Micro；2011 年推出基于 ARMv8-A 架構(gòu)的服務(wù)器芯片 X-Gene，有 8 個(gè)定制化 2.4GH 處理器內(nèi)核，采用 40 納米工藝制程，2014 年使用在 HP 服務(wù)器上；2014 年宣布推出采用 28 納米工藝的制程 X-Gene2，并宣布要推出采用 16 納米 FinFET 工藝的制程 X-Gene 3；2016 年公司被 MACOM 收購(gòu)，ARM 處理器業(yè)務(wù)出售給 Ampere Computing（請(qǐng)看后文）。不過 Applied Micro 也算得上是家老牌 CPU 公司，其曾于 2004 年以 2.27 億美元從 IBM 購(gòu)買了 PowerPC 架構(gòu)，但好像不太成功，而后轉(zhuǎn)換 ARM 車道。結(jié)果還是逃不過出售的命運(yùn)。注意，Applied Micro 使用的是定制化內(nèi)核。

　　美滿電子（Marvell）在 2011 年就推出了基于 ARM 結(jié)構(gòu) 4 核服務(wù)器芯片 ARMADA XP，Dell 曾以此為核心，推出 Copper 服務(wù)器系統(tǒng)，后來(lái)不知何故放棄了；2017 年收購(gòu)了 Cavium 重返 ARM 架構(gòu)服務(wù)器市場(chǎng)，并在 2018 年推出以 Vulcan 為基礎(chǔ)的 ThunderX2 芯片，其實(shí)早在 2014 年 Cavium 就推出了自研的 ThunderX 芯片。ThunderX2 采用 Armv8 架構(gòu)，集成 32 個(gè)內(nèi)核，采用臺(tái)積電 16nm FinFET 工藝制造。不久前，公司公布了新的路線圖，ThunderX3 采用臺(tái)積電 7 納米工藝，ThunderX4 將采用臺(tái)積電 5 納米（N5）工藝，希望有更高的主頻和更低的功耗。

　　超微半導(dǎo)體（AMD）在收購(gòu) SeaMicro 后，開始嘗試 ARM 架構(gòu)，曾于 2016 年 1 月推出基于 64 位 ARM Cortex-A57 架構(gòu)、代碼為“西雅圖 Seattle”的 Opteron A1100 系列服務(wù)器芯片，但比計(jì)劃時(shí)間晚了一年半，八核心的 Opteron 1170 的功耗為 32W，四核心的 Opteron 1120 僅為 25W。而在 2017 年又重新推出 x86 架構(gòu)的服務(wù)器芯片 EPYC。不知是不是對(duì) ARM 架構(gòu)也不放心。

　　博通（Broadcom）于 2015 年和安華高科（Avago）合并，在 2016 年出售 Vulcan 服務(wù)器芯片業(yè)務(wù)給 Cavium，退出了 ARM 服務(wù)器芯片陣營(yíng)。博通的 CPU 設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)來(lái)自我非常喜歡的手機(jī)品牌黑莓（BlackBerry）的擁有者 RMI 公司，這是一個(gè)擅長(zhǎng)做多線程處理器的團(tuán)隊(duì)。Vulcan 原計(jì)劃采用 16 納米制程，32 核心。

　　高通（Quclcomm）在 2017 年 11 月推出基于全定制內(nèi)核“Falkor”的 Centriq 2400 服務(wù)器芯片，采用三星 10nm 工藝，有 180 億個(gè)晶體管，裸片面積 398 平方毫米，功耗和成本優(yōu)于 Intel 鉑金版至強(qiáng) 8180 處理器。在發(fā)布會(huì)上，微軟還去給站臺(tái)助威。結(jié)果 2018 年 5 月宣布退出服務(wù)器芯片市場(chǎng)，其中原因耐人尋味。2017 年，高通還在貴州合資成立華芯通，結(jié)果于 2019 年 4 月草草收?qǐng)?/p>

　　之前的媒體也報(bào)道過英偉達(dá)（nVIDIA）、三星（Samsung）嘗試 ARM 架構(gòu)服務(wù)器芯片，但筆者沒有看到更多官宣資料。

　　目前的 ARM 架構(gòu)處理器芯片玩家還有美滿電子（Marvell；ThunderX3 芯片）、超微半導(dǎo)體（AMD）、亞馬遜 AWS（2015 年收購(gòu) Annapurna labs 團(tuán)隊(duì)；Nitro 芯片、Graviton）、富士通（Fujistu；A64FX 芯片），當(dāng)然還有接盤 Applied Micro 的 Ampere Computing（QuickSilver），還有就是國(guó)內(nèi)的華為海思（HiSilicon；鯤鵬芯片）、飛騰（Phytium）。

　　數(shù)數(shù)，ARM 架構(gòu)服務(wù)器玩家還真不少。也許還有一些新創(chuàng)業(yè)的公司。其中當(dāng)數(shù)美滿電子（Marvell）最頑強(qiáng)，在 2011 年進(jìn)入 ARM 架構(gòu)后，后來(lái)放棄了，在 2017 年又收購(gòu) Cavium 再次回歸。

　　ARM 架構(gòu)服務(wù)生態(tài)鏈

　　現(xiàn)在，基于 ARM 架構(gòu)的服務(wù)器 CPU 提供都瞄準(zhǔn)云端。

　　云平臺(tái)服務(wù)商亞馬遜 AWS、微軟 Azure、谷歌云、阿里云、騰訊云、Facebook、百度等等，他們的數(shù)據(jù)中心遍布全球，服務(wù)器使用和保有量數(shù)以百萬(wàn)計(jì)。x86 架構(gòu)的服務(wù)器雖然性能強(qiáng)大，但其功耗（>200W/CPU）也相當(dāng)嚇人，每個(gè)數(shù)據(jù)中心每年的電費(fèi)也是一個(gè)不小的數(shù)字。

　　有人說，數(shù)據(jù)中心電費(fèi)哪怕降低 1%，每年節(jié)省的開支也高達(dá)數(shù)百萬(wàn)甚至上千萬(wàn)美元。但對(duì)于大型數(shù)據(jù)中心來(lái)說，電費(fèi)應(yīng)該還不是當(dāng)前要考慮的問題。

　　服務(wù)器的性能能讓生態(tài)才是當(dāng)前的主要考量。

　　由于服務(wù)器芯片的生態(tài)系統(tǒng)被 Intel 牢牢地把持著，并占有 90%的市場(chǎng)份額，所以起步時(shí)間不長(zhǎng)的 ARM 服務(wù)器 CPU 還很難贏得太多的市場(chǎng)空間。

　　這汪 ARM 進(jìn)入移動(dòng)市場(chǎng)不同，由于 ARM 牢牢地掌控著手機(jī)處理器的生態(tài)系統(tǒng)，使得英特爾花費(fèi)了大量的時(shí)間去建立屬于其自己的移動(dòng)生態(tài)系統(tǒng)，但終究是英特爾鎩羽而歸。不過當(dāng)年也得益于眾多廠商的協(xié)力，才使得 ARM 在移動(dòng)市場(chǎng)呼風(fēng)喚雨。

　　如果眾多 ARM 架構(gòu)服務(wù)器 CPU 廠商各自為戰(zhàn)，生態(tài)系統(tǒng)無(wú)法完善，估計(jì)移動(dòng)市場(chǎng)的故事要翻轉(zhuǎn)了。

　　ARM 及 ARM 架構(gòu)服務(wù)器 CPU 廠商努力前行，詩(shī)和遠(yuǎn)方就在前面！