據(jù)美國媒體Bloomberg報(bào)道，美國微軟公司將計(jì)劃自主研發(fā)用于云服務(wù)“Azure”的服務(wù)器以及用于筆記本電腦（Lap Top ）“Surface”的CPU。

　　此次微軟研發(fā)的不是以往服務(wù)器、PC行業(yè)主流的英特爾的“x86”，而是遵循極具節(jié)能效果的ARM架構(gòu)的半導(dǎo)體芯片，這對(duì)長(zhǎng)期與微軟保持同盟關(guān)系的英特爾來說，似乎是一件“痛苦的事情”。

　　微軟這一行動(dòng)目的在于追趕走在前面的GAFA。

　　最先開始行動(dòng)的是蘋果公司，蘋果公司最早在2010年就開始在iPhone等主力移動(dòng)終端上搭載自主研發(fā)的半導(dǎo)體芯片——“A系列”。

　　最近，也開始在筆記本“Mac”上搭載自主研發(fā)的“M1”，且都是ARM架構(gòu)的處理器，此外，最近的產(chǎn)品似乎都采用了適用于機(jī)器學(xué)習(xí)等AI處理的規(guī)格。

　　此外，所謂“ARM架構(gòu)”指的是英國ARM Holdings（最近被美國NVIDIA收購了）提供的“指令組、架構(gòu)（ISA）”，是智能手機(jī)、電腦等IT設(shè)備上搭載的CPU等各種處理的基本規(guī)格。

　　什么是指令組、架構(gòu)？

　　不僅是ARM，一般情況下，ISA也被稱為指定CPU各種動(dòng)作（如LOAD=將數(shù)據(jù)讀取到存儲(chǔ)半導(dǎo)體，ADD=計(jì)算數(shù)據(jù)，STORE=將數(shù)據(jù)保存在二次存儲(chǔ)器中）的一連串的指令組。

　　但是，ISA不僅決定CPU的基本規(guī)格，此外，各廠家還需要決定CPU的具體、詳細(xì)規(guī)格，如“如何配置半導(dǎo)體硅晶圓上數(shù)十億——數(shù)百億個(gè)晶體管，且使它們互相連接”。

　　這被稱為“微架構(gòu)（Micro Architecture）”，但是根據(jù)此處設(shè)計(jì)的不同，即使是遵循同樣ARM架構(gòu)的CPU，也因廠家的不同在性能上有很大的差異。

　　以往人們認(rèn)為，如果要追求CPU的高速特性和功率的話，就選擇英特爾的x86；而如果要追求節(jié)能特性的話，就應(yīng)該選擇ARM。因此，蘋果手機(jī)、安卓手機(jī)等各種移動(dòng)終端也大多為ARM系列。

　　但是，最近x86、ARM這兩陣營都在為發(fā)揮優(yōu)勢(shì)、彌補(bǔ)缺陷而進(jìn)行改良，因此以往的觀點(diǎn)似乎不再適用了。

　　然而，即便進(jìn)行改良，“要省電，還是選擇ARM”——這一評(píng)價(jià)還是不可動(dòng)搖的。尤其是當(dāng)下在疫情之中推進(jìn)DX（數(shù)字轉(zhuǎn)型，Digital Transformation），由于要控制數(shù)據(jù)中心的耗電量，因此ARM的勢(shì)力范圍在服務(wù)器市場(chǎng)上逐步擴(kuò)大。

　　通過自主研發(fā)的芯片，來降低數(shù)據(jù)中心的功耗

　　在服務(wù)器市場(chǎng)上，率先進(jìn)行自主研發(fā)半導(dǎo)體芯片的IT企業(yè)是谷歌。

　　自2016年起，谷歌就自主研發(fā)了一款被稱為“TPU（Tensor Processing Unit，張量處理單元）”的處理器，并應(yīng)用于谷歌的機(jī)器學(xué)習(xí)（Deep Learning，被應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心上）方向的服務(wù)器上。

　　近期，這種處理器被稱為“AI（人工智能）芯片”，適用于從大量圖像、聲音數(shù)據(jù)中選取需要信息的情況。

　　此外，亞馬遜也自2018年起開始研發(fā)被稱為“Graviton”、“Inferentia”的AI芯片，并開始用到亞馬遜的云服務(wù)——AWS的服務(wù)器上。亞馬遜表示，“體驗(yàn)了我們的新服務(wù)（利用自主研發(fā)的芯片）的顧客普遍反映成本大幅度改善”。

　　此外，據(jù)美國媒體報(bào)道，F(xiàn)acebook也在研發(fā)這種芯片，且計(jì)劃應(yīng)用于自家的數(shù)據(jù)中心上。

　　繼以上GAFA，此次微軟也開始行動(dòng)了，原本提供消費(fèi)品（包括服務(wù)）的IT企業(yè)未來肯定會(huì)自主研發(fā)用于消費(fèi)品的半導(dǎo)體，這甚至?xí)蔀橐环N趨勢(shì)。

　　原本這些企業(yè)都不是半導(dǎo)體行業(yè)的“行家里手”，而他們之所以能夠突然開始研發(fā)也說明了半導(dǎo)體行業(yè)的“水平分工”。即，專注于半導(dǎo)體“生產(chǎn)”的臺(tái)灣TSMC等被稱為“Foundry（代工廠）”的一部分大型企業(yè)自行負(fù)擔(dān)巨額的設(shè)備投資（如潔凈室等），因此像GAFA這樣的Fabless企業(yè)（自身不擁有工廠的廠家）才可以專注于“設(shè)計(jì)”。因此，他們能夠迅速?zèng)Q斷并進(jìn)入了半導(dǎo)體的研發(fā)領(lǐng)域。

　　智能手機(jī)和電腦的“交叉點(diǎn)”是什么？

　　這不僅牽涉到美國，也牽涉到日本。

　　理化學(xué)研究所和富士通合作研發(fā)的超級(jí)計(jì)算機(jī)“富岳”今年連續(xù)兩期蟬聯(lián)四項(xiàng)冠軍，此款“富岳”上搭載的超高速CPU——“A64FX”也是AMR系列的自主研發(fā)芯片。

　　但是，也許有人認(rèn)為，GAFA自主研發(fā)的智能手機(jī)、服務(wù)器方向的半導(dǎo)體芯片與“富岳”這樣的超級(jí)計(jì)算機(jī)方向的芯片原本就不屬于同一個(gè)領(lǐng)域（雖然同屬ARM系列）。但是，其實(shí)二者是有一定關(guān)系的。

　　“A64FX”所采用的被稱為“SIMD（Single Instruction Multiple Data）”的高速并列計(jì)算技術(shù)可用于智能手機(jī)和平板電腦等移動(dòng)終端、甚至也可以應(yīng)用于服務(wù)器、IoT設(shè)備，因此，ARM Holdings與理化學(xué)研究所、富士通的合作小組召開了研討會(huì)議，擴(kuò)大了ARM架構(gòu)的指令組。

　　結(jié)果，“A64FX”所采用的高速并列計(jì)算技術(shù)未來有望通過ARM架構(gòu)應(yīng)用于智能手機(jī)等消費(fèi)移動(dòng)終端、IoT終端等產(chǎn)品，據(jù)說富岳的相關(guān)人員也是這樣計(jì)劃的。

　　日本企業(yè)的機(jī)會(huì)來了

　　不過，SIMD是傳統(tǒng)企業(yè)富士通、甚至曾經(jīng)專注于研發(fā)超級(jí)計(jì)算機(jī)的NEC以及日立等日本廠家擅長(zhǎng)的技術(shù)，隨著未來ARM系列AI芯片越來越普及，這些巨頭企業(yè)有可能在半導(dǎo)體研發(fā)領(lǐng)域“復(fù)活”，以與GAFA等企業(yè)抗衡（當(dāng)然還要看這些企業(yè)自身的意愿）。

　　此外，也不僅限于以上這些巨頭企業(yè)。近期，日本的AI初創(chuàng)企業(yè)“Preffered Networks（PFN）”與神戶大學(xué)合作，共同研發(fā)了一款SIMD型的AI處理器——“MN-Core”，且應(yīng)用于自家產(chǎn)的計(jì)算機(jī)集群（Cluster）——“MN-3”上。

　　原本為機(jī)器學(xué)習(xí)（Deep Learning）而研發(fā)的這款產(chǎn)品在今年六月的“全球超級(jí)計(jì)算功耗排名”中排名第一，11月份排名第二。（尤其是在六月份，與蟬聯(lián)四項(xiàng)冠軍的富岳并駕齊驅(qū)，日本企業(yè)的產(chǎn)品占據(jù)五項(xiàng)性能評(píng)估的第一。）以GAFA、微軟為代表的尖端AI研發(fā)企業(yè)正從傳統(tǒng)的軟件轉(zhuǎn)移到半導(dǎo)體芯片這些硬件中，這給原本在這些領(lǐng)域中比較擅長(zhǎng)的日本的電子產(chǎn)品廠家?guī)砹恕皬?fù)活”的機(jī)遇。