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與非網(wǎng) 12 月 10 日訊，蘋果官方稱，其最新處理器 A13 共包含 85 億個晶體管。1995 年，皮克斯第一步動畫電影《玩具總動員》上映，背后共有 117 臺服務器進行數(shù)據(jù)支撐，而對應晶體管數(shù)量為 10 億。簡單換算可知，搭載 A13 的 iPhone 11 系列手機數(shù)據(jù)處理能力，在 24 年前可覆蓋 8.5 部動畫長片的運算。
硬幣兩面 不破不立
壓力背后往往是機遇，因為不破不立。最佳的例子是，數(shù)據(jù)體量爆發(fā)式增長的同時，也直接催生包括半導體架構提供商、云計算服務供應商、傳統(tǒng)半導體設計廠商等在內(nèi)，涵蓋全產(chǎn)業(yè)鏈的巨大市場。IDC 數(shù)據(jù)顯示，截止 2023 年，數(shù)據(jù)中心市場規(guī)?？蛇_ 3000 億美元，而數(shù)據(jù)總量在 2025 年可增至 175ZB。
圖源 | Arm 官網(wǎng)
如果數(shù)據(jù)中心處理器領域，英特爾以 90%市場份額占據(jù)頭把交椅，而來勢洶洶的 AMD 通過霄龍 7742 處理器 “64 核+128 路通道”配置，在多個跑分比拼中，均遠超英特爾 Xeon Platinum 8280，雙方的輿論爭霸為行業(yè)源源不斷輸送談資。
但值得注意的是，AMD 處理器基于 X86 架構——由英特爾主導的生態(tài)。而反觀在服務器級別 GPU 領域，與英特爾有正面交鋒的英偉達；以亞馬遜為首的主流云計算服務提供商開啟芯片自研之路；代號為 Astra 棄用主流的英特爾平臺，使用 Marvell Thunder X 計算平臺，構建超算項目 Astra。追本溯源，均來自 Arm 架構的支撐。
上月，三星宣布解散位于美國奧斯汀的 CPU 部門，宣告其基于 Arm 架構全自研的 CPU 計劃失敗。至此，除了蘋果手機外，目前市面上的移動終端內(nèi)置處理器，無一例外地使用 Arm 架構與方案。從競爭角度出發(fā)，并不利于創(chuàng)新與改進的迸發(fā)。同理可參考桌面端，在 AMD 發(fā)布 Zen 系列處理器前面，英特爾相關產(chǎn)品性能在兩年內(nèi)未做跨越式改進。
殺死對手 絕對主導
三星 CPU 研發(fā)部門成立于 2012 年，作為對標 Arm 架構處理器被給予厚望。早前代號為 M1 的處理器被用于 Exynos 8890 的 SoC 方案，最新款 M5 處理器被用于 Exynos 990 解決方案中。雖然其退出該市場主要原因為研發(fā)成本過高外加銷售利潤無法支撐。
但是，該事件的直接推力是，Arm 接連推出 Deimos (Cortex-A77) 與 Hercules (Cortex-A78) CPU 核，以及基于 ARMv9 架構的處理器處理器，不斷提升三星追趕門檻，最終導致其繳械投降，重新直接采用 Arm CPU 架構。
同樣是各自領域的架構主導者，與英特爾主動揮刀斬移動基帶業(yè)務不同的是，Arm 并未止步于移動端的絕對優(yōu)勢，其在服務器領域的雄心壯志從未泯滅。
2017 年，高通基于 Arm 架構推出面向服務器市場的芯片解決方案，但僅在一年后便宣告失敗。有趣的是，至此雙方走向不同的道路。
相對薄弱 從未止步
高通發(fā)布 Cloud AI 100 解決方案，用于數(shù)據(jù)中心 AI 推理預算。雖然官方目前并未透露該芯片組的底層架構，但業(yè)內(nèi)人員分析稱，其是專用集成電路 ASIC，有可能采用與谷歌張量處理單元（Tensor Processing Unit）類似的模式，以正面應對來自英偉達與英特爾的挑戰(zhàn)。
與此同時，Arm 與亞馬遜合作，開放代號為 Cosmos 平臺，賦能亞馬遜云服務器專用處理器 Graviton 的構建。據(jù)悉，基于 Graviton 的第一代服務器具備 30%的性價比優(yōu)勢，第二代對應的提升可達 40%。
Synergy Research Group 數(shù)據(jù)顯示，截止 2018 年 Q1，亞馬遜占全球云端硬件市場的 33%，遠領先于微軟（13%）與谷歌（6%）。
英偉達創(chuàng)始人兼 CEO 黃仁勛預測，截止目前，Arm 已擁有超過 1000 億臺計算設備，而在未來幾年，該數(shù)字將超過 1 萬億臺。因此，其與 Arm 等科技企業(yè)聯(lián)合，推出 GPU 加速 Arm 服務器，通過聯(lián)盟企業(yè)共同開發(fā)，能滿足從云端到邊緣端等多樣化的高性能計算需求。
此外，今年 4 月，Arm 投資專注于服務器處理器的初創(chuàng)公司 Ampere。該公司由前英特爾總裁 RenéeJames 創(chuàng)立，去年 10 月推出 eMAG 系列處理器。早前，其購買 AppliedMicro 基于 X-Gene ARM 的服務器資產(chǎn)，并提供定制的基于 ARM v8.0 架構的 32 核芯片。
鑒于 Arm 并沒有投資處理器設計公司的傳統(tǒng)，業(yè)內(nèi)分析認為，此計劃與 Ampere 在處理器市場展開更深入合作。近日，Ampere 發(fā)布基于 ARM 架構的服務器芯片平臺——eMAG 工作站，采用單處理器插槽設計，安裝于 XL-ATX 機箱中。
該平臺帶有 32MB 的 L3 緩存、42 條 PCIe 通道以及 8 個內(nèi)存通道。最高支持 512GB 的 DDR4-2666 內(nèi)存、NVMe 固態(tài)硬盤、SATA 硬盤以及 IPMI 接口，包括視頻輸出和 PCIe 3.0 x8 擴展插槽(有驅(qū)動即可添加)。
圖源 | 網(wǎng)絡
超算方面，美國能源部下屬的桑迪亞國家實驗室宣布建造 ARM 處理器的超算 Astra，浮點性能 2.3PFLOPS。其中，基于 Arm 架構的處理器 ThunderX2，支持單路 32 核、雙路 64 核配置，支持每核 4 線程，標準頻率 2.5GHz，加速頻率 3GHz。 雖然性能比 TOP500 頭部超算相差甚遠，但之于 Arm 陣營意義重大。
寫在最后?
就目前以 X86 架構處理器在數(shù)據(jù)中心與超算領域的市占率，Arm 陣營短期內(nèi)無法進入至中心位置，但云計算與人工智能趨勢之下，搭載海量軟件應用的數(shù)據(jù)處理，可能產(chǎn)生更多元化的需求。用戶傾向于為單一數(shù)據(jù)模塊配置更高性價比的處理器解決方案。
相對傳統(tǒng)意義的數(shù)據(jù)處理，在進行海量機器學習與推理任務下，在智能存儲與軟件定義網(wǎng)絡場景中時，Arm 架構的 GPU 與引擎更具優(yōu)勢。但正如上文提及，多維度競爭才是推動整個產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新前行的唯一解藥。
