全球半导体风波不断,ARM芯片是否能趁势而上?

综合科技
脑极体
风辞远
2019-07-10 · 20:30
[ 亿欧导读 ] 前有中美贸易摩擦,搅起了两国半导体产业无数是非;后有日韩半导体争端,又给全球产业链带来了一层阴霾。似乎种种现象都在表明这样一个事实:在今天这个时代,半导体产业已经是一种国家间的战略资源,“自主可控”四个字并非泛泛之谈。
芯片,半导体,IP售卖,服务器芯片,ARM架构,ARM生态 图片来自“123rf.com.cn”

最近,全球半导体市场格外不平静。

前有中美贸易摩擦,搅起了两国半导体产业无数是非;后有日韩半导体争端,又给全球产业链带来了一层阴霾。似乎种种现象都在表明这样一个事实:在今天这个时代,半导体产业已经是一种国家间的战略资源,“自主可控”四个字并非泛泛之谈。

这种情况下,大家难免会多想一点。比如说,大家都知道企业网络的运行核心是服务器。但是今天全球90%以上的服务器芯片市场都由英特尔占据,建立在英特尔的x86架构上。如果一旦出现大面积的半导体封锁,芯片供应链被切断,那作为社会经济基石的数据中心将陷入十分危险的境地。

目前来看,应对这个问题的主要方案,是基于ARM架构,自行研发服务器芯片作为替代品。ARM虽然也是一家欧美公司,但其提供的是芯片专利和指令集。芯片厂商一次性买断某版本就可以一直使用,不用担心上游直接断货的问题。

在服务器芯片上用ARM替代x86的思路并非今天才有。然而虽然今天ARM已经在移动芯片上一统江山,却在服务器芯片市场上怎么都起不来势头。而今天,这个任务开始由中国芯片产业扮演主角。

为什么ARM+服务器芯片处在“屡败屡战”的境地里?在全球半导体市场普遍收紧的前提下,ARM芯片是否能趁势而上?

这将是接下来很长一段时间里,中国乃至世界半导体产业,需要一步步去回答的问题。

想把x86挑落马下,真的挺难

自1978年诞生以来,今天在CPU领域通用的x86架构,其实也经历了数十年的杀伐争斗。英特尔和AMD的无数纷争,最终为这套通用技术架构筑造起了坚实的兼容性与应用生态。

可是当英特尔稳稳占据市场上90%以上份额之后,全球计算与网络产业都再难拥有选择权和议价权。所以想要把英特尔推下芯片神坛的运动其实从未停歇过。

依靠低功耗、高性价比优势,在移动设备中证明了自己的ARM,这些年成为半导体产业一个新的选择。然而事实上,大量半导体巨头都布局过ARM打造服务器芯片,结果都不尽如人意。

比如英特尔的老对手AMD就曾大举投入研发ARM架构的服务器芯片。2012年,AMD宣布获得ARM指令集授权,随后在2014年推出了基于ARM架构的Opteron处理器。结果好景不长,在2017年这个项目基本就进入了名存实亡的阶段。英特尔继续在服务器芯片领域占据着王座。

业内的其他玩家,比如三星、英伟达、博通、Marvell,都曾经开发或者有意向开发过基于ARM的服务器芯片,但最后大多不了了之。其中曾经一度让行业看到希望的,是在手机芯片领域从ARM受益良多的高通。2014年,高通宣布将打造基于ARM的服务器芯片;到2016年,对外公布了首个基于AMR的服务器芯片产品;2017年,高通正式发布了Centrip 2400系列,进军服务器芯片市场。结果发布即顶峰,没有怎么获得客户回应的高通,到2018年就多次被传放弃了ARM服务器芯片业务,接着曝出高管离职,团队解散。时至今日,已经绝少人相信高通还会在ARM服务器芯片领域有一番作为。

正所谓风水轮流转,在欧美巨头普遍放弃这一项目之后。今天用ARM打造服务器芯片的主力反而变成了中国企业。比如说一度名声很大,也引起不少争议的华芯通、天津飞腾。尤其值得注意的,是华为在去年年底发布了基于ARM的服务器芯片鲲鹏920。ARM服务器芯片的中国故事,今天还在进行时。

这里似乎有必要解释一下,x86为什么那么能打,以至于携资进组的欧美巨头纷纷挑战失败。行业普遍认可的说法是,x86最强大的地方在于英特尔积累的服务器芯片生态系统。若干年来,大量软件应用都是基于x86完成开发,而企业市场中软件生态往往更新频次较低,缺乏生态可选择性。而市面上出现过的ARM服务器芯片,普遍在软件兼容性上表现不佳,最终导致用户无法选择尝试ARM,只能固守x86。

此外,产业体系的不完成,也是AMR生态的问题。在服务器之下,数据中心涉及计算、存储、网络、数据库等大量底层技术体系,这些东西很难一夜之间被全部替换。然而逐个替换的成本实在太大,企业无法接受舍弃自身核心业务去拥抱新的服务器产品。

也有人认为,ARM服务器芯片的核心问题还是自身优势没有被发挥完整。一方面性能依旧长期不及x86,另一方面价格也没有便宜到令市场怦然心动的地步。有一种说法,是只要有20%的价格差距,企业就会选择更换服务器。但ARM生态还没有触发这个临界点。

不抛弃,不放弃:ARM的魅力到底在哪?

这个话题中令人纠结的一部分就要来了:既然英特尔的x86听上去天下无敌,众高手纷纷被挑落马下,为什么还是不断有企业去寻求在ARM架构上打造服务器芯片呢?

这也是一个多方面共同推动的因素。但是核心问题肯定还是开头所说的,自主可控与产业安全问题。今天的全球半导体贸易格局中,处处弥漫着摩擦可能升级的味道。而如果一旦英特尔的芯片被切断供应,数据中心这个国之重器将陷入极大的困境。

这个情况下, 2018规模已经达到18000亿人民币以上的中国半导体市场,是一定要找到可替代方案的。而在自主可控和避免重新造轮子之间,ARM是一个切合实际的解决方案。

由于ARM的商业模式是IP售卖,可以从根本上规避x86隐藏的专利与供应链风险,那么难点就集中在了芯片性能与生态上。由于目前半导体产业在服务器芯片领域普遍缺乏议价能力,所以行业也是乐见ARM生态成长起来的。

此外,ARM进入服务器生态,依旧携带着其最根本的功耗优势与成本优势。功耗能低,成本更低的ARM,相对更符合云时代的企业计算需求。

还要看到的是,计算产业本身发生的迭代,也在让ARM似乎看起来更像是符合未来发展趋势的那个选择。比如在企业全云时代,对服务器计算需求将会大幅增加,产业普遍要求高并发、多线程和任务单一的计算模式,这些特性都非常适合ARM架构来处理。另一个趋势,是计算正在加强云边端的一体化与协调。而当更多计算发生在边端侧的时候,就要求服务器提供密度更高、功耗更低、迟延更低的算力,这其实是让服务器算力贴近移动设备的计算需求,因此ARM也将是个好的选择。

所以说,AMR虽然屡次失败,但根本上来看并非一无是处。前人的不成功,也是为后来者馈赠的机会。在今天想要打赢ARM服务器芯片这一局,IT行业还有很多事要做。

ARM想要一战成功,需要做好哪些事?

总的来说,想要让ARM芯片真正在服务器市场站稳脚跟,需要的就是最大化发挥AMR优势,并且吸取前面那些巨头玩家的失败教训。有这样几个工作,属于今天的题中之义:

1、依靠产业链内部完成垂直创新,构筑ARM的产业能用性。

ARM服务器芯片的问题,很大一部分并不集中在性能与价格上,而是集中在是否真正能满足产业应用需求,达到替换标准线。这也就意味着,ARM服务器芯片不应该是一个单打独斗的产品,而是与生俱来应该就是一个底层应用序列,满足服务器场景中数据、存储、调用等基础应用,降低客户的兼容成本。

2、发挥性价比是核心优势。

在ARM服务器芯片上,绝大多数失败案例都被认为是并没有发挥出ARM芯片低功耗、低成本,以及性能并不弱于x86的优势。在核心的性价比、能耗比领域,ARM服务器芯片还要很远的路要走,技术突破依旧是一件可以期待的事。

3、核心任务是驱动产业,建立ARM生态。

在今天,提起ARM服务器芯片,每个人都会提及生态的重要性。如何应对x86平台统一的硬件、开发和基础设施,以及数十年积累的软件开发生态,是芯片厂商面前的真正挑战,也是必须长时间发展经营的课题。这里一方面芯片企业创建为开发生态服务的基础设施集群, 比如存储网络和虚拟化等产品,降低企业的开发成本;同时还需要积极推动软件开发行业进驻ARM生态,建ARM应用市场等基础平台。此外,在新需求上发展ARM也是变数所作,比如说推动人工智能供应链企业更多上ARM,引导更多应用用户顺着AI需求自然过渡到AMR生态中来。

4、供应链安全牌是商业推注剂。

在今天,ARM服务器芯片关乎于产业安全,甚至国际经济安全,是一件基本没有争议的事。这种情况下,正视风险的存在,引导行业积极寻找安全可控的产业路径,也是推动ARM生态的一个重要通道。

综合来看,AMR服务器芯片是今天全球半导体变局中一张重要的底牌。但是这张牌到底谁来打,如何打,能打到什么程度,还是非常复杂的一场考验。

不管怎么说,变局已来,期待着保持现状并不现实。拥抱和操控变化,是今天中国半导体产业必须学会的一篇新课文。

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