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李根 魚羊 假裝發(fā)自 西溪
量子位 | 公眾號 QbitAI
“生死看淡，不服就干”，平頭哥造芯模式，正式跑通。
2022云棲大會現(xiàn)場，新進展再次由阿里云智能總裁張建鋒對外宣布。
倚天710已大規(guī)模應(yīng)用，成為中國首個云上大規(guī)模應(yīng)用的自研CPU。
在核心應(yīng)用場景中，算力性價比提升30%以上，單位算力功耗（耗電量）降低60%以上。
張建鋒還宣布，倚天710的部署規(guī)模還會進一步擴大，未來兩年20%的新增算力都將使用自研CPU。
更直白翻譯，就是以后阿里云的芯片部署中，每10顆CPU芯片里就有2顆自研CPU。
這個進展和應(yīng)用，為何重要？
首先，大規(guī)模部署代表著芯片產(chǎn)品獲得了市場檢驗，也意味著最難的生態(tài)一環(huán)達成閉環(huán)——雖然不如新硬件來的“刺激”，但意義和價值卻絲毫不遜于新品發(fā)布，甚至長遠來看，量級簡直不能相提并論。
其次，倚天710，作為一款基于Arm架構(gòu)的云端CPU，想要在x86占主導(dǎo)地位的全球云計算和服務(wù)器芯片生態(tài)中立足，更是難上加難，目標(biāo)十中有二更是Arm架構(gòu)在云端里程碑式的新突破。
最后，倚天710的大規(guī)模部署，不僅是中國首個自研CPU的應(yīng)用紀(jì)錄，還意味著誕生在造芯浪潮中的平頭哥模式干出來了！
縱觀半導(dǎo)體半個世紀(jì)的發(fā)展史，檢驗造芯模式的核心關(guān)鍵一以貫之：
- 造出來（設(shè)計和流片）
- 用得上（需求和性能）
- 用得好（功耗和成本）
- 離不開（工具和生態(tài)）
而在倚天710的進展中，這四大流程關(guān)鍵，平頭哥都（一口氣）完成了實踐證明。
唯一待解之謎，只剩下造芯模式的通關(guān)速度——
傳統(tǒng)IT時代的造芯公司和通用芯片，短則5~7年，長則可能10年……
而平頭哥的倚天710，僅僅用了2年。
所以這種模式和速度背后，根本原因是什么？
是半導(dǎo)體領(lǐng)域也面臨世紀(jì)變革？
抑或一個時代果真有一個時代的造芯模式？
中國首個云端大規(guī)模應(yīng)用的自研CPU
倚天710，2021年云棲大會發(fā)布，是平頭哥造芯以來交出的首款通用型CPU。
單芯片600億晶體管、128核、主頻3.2GHz……首戰(zhàn)跑分就超出業(yè)內(nèi)標(biāo)桿20%，能效比提升50%以上。
主要用于云計算場景，基于Arm v9架構(gòu)，首發(fā)即刷新了Arm服務(wù)器芯片性能紀(jì)錄。
作為通用芯片，需要囊括接收、處理、運算服務(wù)器計算機內(nèi)部所有信息，是業(yè)內(nèi)公認(rèn)的設(shè)計難度最高的芯片之一。
但芯片之難，最根本還不在于設(shè)計和制造，更關(guān)鍵的是落地和應(yīng)用：能夠真正讓更多人用得上、用得好，以強大的生態(tài)拱衛(wèi)壘砌起護城河。
于是一年之后，平頭哥交出重要答卷。
阿里云方面稱，經(jīng)過一年業(yè)務(wù)驗證，倚天710已規(guī)模部署并對外提供服務(wù)。
具體到應(yīng)用場景中，在數(shù)據(jù)庫、大數(shù)據(jù)、視頻編解碼、AI推理等核心場景中的性價比提升30%以上，單位算力功耗（耗電量）降低60%以上。
這種應(yīng)用實例，有阿里內(nèi)部的新業(yè)務(wù)，也有外部客戶：比如研究機構(gòu)，智能手機企業(yè)，還有知名互聯(lián)網(wǎng)公司。
主打數(shù)據(jù)智能SaaS工具生態(tài)的匯量科技就表示，在廣告推理中使用倚天710實例后，不僅有效提升了CPU處理能力和網(wǎng)絡(luò)帶寬，成本對比傳統(tǒng)實例也降低15-20%，綜合性價比提升40%以上。
而阿里集團內(nèi)部，倚天710則開始支持最核心的電商業(yè)務(wù)，并且成功在雙11等峰值流量大考中，經(jīng)受住了實戰(zhàn)檢驗。
這種應(yīng)用和反饋，意外嗎？不算意外。
畢竟性能和參數(shù)，從設(shè)計和成功流片之后，就決定了跑分成績。
但一款A(yù)rm云端CPU能夠快速應(yīng)用于不同場景和服務(wù)，適配不同領(lǐng)域的軟件和應(yīng)用，純靠硬件之力，辦不到。
阿里云方面解釋，這背后離不開倚天710、飛天操作系統(tǒng)和CIPU融合，首次實現(xiàn)了芯片、計算架構(gòu)及操作系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化。
而且從造芯啟動開始，算法、軟件和生態(tài)工具的相關(guān)工作也早已啟動，作用到倚天710大規(guī)模部署中，實現(xiàn)了全應(yīng)用生態(tài)的適配，甚至0代碼修改即可完成主流業(yè)務(wù)遷移。
所以對于平頭哥造芯，軟件定義硬件、需求定義供給，都是已經(jīng)驗證過的定理。但全局思維下的以終為始，把生態(tài)和應(yīng)用納入到造芯流程中，卻是新角度、新方法。
這是對傳統(tǒng)芯片研發(fā)模式的根本性變革，也暗含云原生映射的時代趨勢，更能解釋平頭哥造芯的模式和速度。
倚天710的成功、平頭哥模式的跑通，是云計算定義硬件的成功，是云計算重塑芯片甚至整個IT硬件體系的證明。
更代表著——IT時代全新的造芯模式開啟。
一個時代有一個時代的造芯模式
阿里入局造芯，平頭哥不服就干。
氣勢、速度和交貨，三位一體。
2018年9月，整合中天微和達摩院成立旗下芯片公司后，平頭哥半導(dǎo)體正式推出，放話“生死看淡”。
僅僅1年，首款處理器產(chǎn)品玄鐵910對外發(fā)布，創(chuàng)造RISC-V開源陣營里的最快紀(jì)錄。
又過1年，還在云棲大會，首款A(yù)I專用芯片含光800，一劍霜寒十四州，首發(fā)特定場景性能就40倍于同領(lǐng)域標(biāo)桿英偉達P4。
到了2021年，依然是云棲，倚天710以阿里首款為云而生的通用CPU震動業(yè)內(nèi)，性能跑分領(lǐng)先，能效比更是領(lǐng)跑……
加上今年披露的落地部署和應(yīng)用進展，用產(chǎn)品回應(yīng)質(zhì)疑，用進展證明模式和實力。
整個進程中，平頭哥造芯模式的速度秘訣，也在摸象中逐步清晰。核心歸結(jié)起來其實就3點。
第一，造得快，因為需求清晰。
傳統(tǒng)半導(dǎo)體廠商造芯，先調(diào)研客戶、再收集需求、接著內(nèi)部收斂聚焦，然后才能進入定義和芯片設(shè)計……過程中免不了技術(shù)、產(chǎn)品和工程的拉鋸平衡，于是造芯周期光在前期規(guī)劃就會無限拉長。
平頭哥之所以不同，是因為阿里云在客戶服務(wù)、需求和算力產(chǎn)品定義上，積累已非一日，設(shè)計規(guī)劃周期，可以大大縮短。
第二，造得好，源自任務(wù)明確。
一方面，通過需求定義供給。什么樣的任務(wù)，需要芯片提供什么樣的能力……傳統(tǒng)造芯，先把性能按照天花板設(shè)計，再在部署應(yīng)用中想辦法適配和榨干，芯片之于應(yīng)用是參考答案。而需求定義供給，則可以抓住主要任務(wù)和矛盾，芯片即解答。
另一方面，軟件定義硬件。芯片作為計算任務(wù)的解法集成，以前是先有硬件再配算法，但從AI為主的專用需求開始，最高效的解法早已變成了軟硬一體化方案，甚至為了算法和軟件去定制芯片硬件。
這種源頭起點上的變革，芯片的性能、功耗、應(yīng)用落地，自然不會差。
第三，用得上且用得好，因為落地場景清晰。
平頭哥造芯，從一開始就與阿里云緊密協(xié)同，阿里云是集團同事、客戶、也是落地場景，在阿里生態(tài)內(nèi)，就能完成芯片的全流程。
芯片的流程，之前最受關(guān)注的是設(shè)計和流片，但這其實只是開始。
流片之后需要壓測，驗證穩(wěn)定性，然后小批量交付客戶開發(fā)利用反饋，進行功能性測試，如果有問題還得重新設(shè)計、改版，再走一遍周期，這也是為什么一款芯片在流片成功之后，依然需要一年半載才能驗證應(yīng)用價值的內(nèi)在原因。
但平頭哥不同，在阿里集團內(nèi)部，在阿里云的體系協(xié)同下，各種壓測、場景和應(yīng)用反饋，基本是完整全鏈路的。
比如倚天710，去年8月點亮成功，云棲大會官宣發(fā)布，緊接著雙11就開啟了峰值極限下的穩(wěn)定性壓測……以往傳統(tǒng)芯片公司用時一年半載才能完成的流程，阿里幾個月就走完了，一款芯片的成熟周期，被大大縮短。
所以平頭哥造芯，自然是攻堅科技產(chǎn)業(yè)中最基礎(chǔ)又最關(guān)鍵的一環(huán)，但從一開始就并非為造而造，或者因為熱潮而出發(fā)。
平頭哥半導(dǎo)體的價值，或許要放在整個阿里的算力攻堅進程中，才能透過局部看整體，透過現(xiàn)象看清本質(zhì)。
阿里云的發(fā)展史，關(guān)于開創(chuàng)者們的往事記述很多，而且傳奇性和喜劇感十足，早已深入人心。
但從算力技術(shù)主線和維度，可以倒推歸結(jié)為4個階段。
第一個階段，用分布式技術(shù)解決算力瓶頸。
在全球互聯(lián)網(wǎng)流量大爆發(fā)之前，企業(yè)算力的核心載體是小型機，通過線下自建或租用服務(wù)器的方式解決算力問題，但對于身處消費互聯(lián)網(wǎng)方向上的企業(yè)而言，這種模式顯然越來越難以為繼。
阿里的算力攻堅，以及阿里云計算的肇始，就是基于這樣的背景。
2007年，為了應(yīng)對指數(shù)級擴張的淘寶流量，阿里開始從業(yè)務(wù)底層的IOE（IBM小型機、Oracle數(shù)據(jù)庫、EMC存儲）尋求根本性解法，即后來的基于云計算搭建全新技術(shù)架構(gòu)，打破“擴大采購規(guī)模”的線性局限。
其后進一步為這套底層技術(shù)和上層業(yè)務(wù)開發(fā)操作系統(tǒng)，在2009年正式啟動了飛天，阿里云也由此正式成立，沒想到日后會成為中國企業(yè)自研云計算的開端。
飛天云操作系統(tǒng)的本質(zhì)，是要用分布式架構(gòu)替換中心化架構(gòu)，可以讓全世界服務(wù)器實現(xiàn)連接，既能快速應(yīng)對突增的流量，還能讓計算資源真正像水電一樣即需即用。
所以“分布式架構(gòu)”和發(fā)展方向，就是算力攻堅的核心第一仗，后面集群挑戰(zhàn)、故障運維、并發(fā)應(yīng)對……都是正確方向之下的升級打怪。
結(jié)果則人人都感知到了。雙11購物不再卡頓，12306春運購票也逐漸不再被吐槽……這都是阿里在分布式計算思想下開花結(jié)果的功勞。
第二階段，從云計算需求和痛點，反向定義新硬件。
云計算的好處，一用即知，但虛擬化損耗的問題卻一度成為頑疾。
所謂虛擬化損耗，就是云端調(diào)用線下服務(wù)器的進程，本身就會吸走機器性能，造成算力浪費。
業(yè)內(nèi)面對這一頑疾，往往采用更低成本的軟件優(yōu)化方法，但顯然治標(biāo)不治本，只能優(yōu)化，不能根治。
阿里云的方法是后來的神龍架構(gòu)，打造了一個專用硬件來負(fù)責(zé)芯片不擅長的虛擬化調(diào)度工作，用軟硬件一體的思路真正做到了0損耗。
這讓阿里云一下子坐穩(wěn)了份額第一的位置，也帶來了更重要的開始：算力攻堅要向底層硬件、甚至芯片尋求解法。
軟硬一體化，軟件定義硬件，或者說云計算定義新硬件的趨勢……在阿里云，以2017年9月第一代神龍架構(gòu)推出作為標(biāo)志性節(jié)點。
第三階段，造芯，重塑整個IT硬件體系。
也就是當(dāng)前所處的階段，以2017年達摩院成立，求解前沿芯片技術(shù)和2018年平頭哥半導(dǎo)體推出為標(biāo)志性事件，阿里云真正從“軟”到“硬”，從云端向下定義芯片。
當(dāng)然這種求解，有宏觀社會責(zé)任擔(dān)當(dāng)?shù)脑?，但在阿里云發(fā)展方向里，趨勢也早已再明顯不過。
一方面是去IOE體系之下的硬件進一步變革需求。另一方面，作為云計算服務(wù)提供商，不碰芯片，不碰硬件，其實就無法真正做到性能、成本和體驗的最優(yōu)解。
于是可以看到，除了自研芯片，阿里云還在服務(wù)器、交換機等硬件方面做了系統(tǒng)性革新，以芯片為起點，幾乎重塑了整個IT硬件體系。
上一階段的神龍架構(gòu)計算平臺，也在不斷升級，成為新物種：CIPU——向下可以對數(shù)據(jù)中心的計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)資源快速云化并進行硬件加速，向上接入操作系統(tǒng)。
所以這就是終點了嗎？
從阿里云已經(jīng)交貨部署的成果來看，可以算是階段性終點了。
但如果放在算力攻堅的終局審視，或許還有兩個更宏大的時代級問題：
一是新型計算架構(gòu)。整個產(chǎn)業(yè)都到了突破傳統(tǒng)馮·諾依曼架構(gòu)存儲計算分離的性能瓶頸的關(guān)口，存算一體的新型大一統(tǒng)計算體系架構(gòu)，被越來越多提及。
二是新型顛覆式計算形態(tài)，比如量子計算。
有意思的是，這兩大時代級問題，任何一個對于當(dāng)前算力格局的影響，可能都會是核彈級的。
總的說來，只有如此全局式透視，以終點看起點和過程，才能更本質(zhì)地看清阿里造芯、平頭哥模式的歸、去、來。
這背后是一家公司對于科技需求和科技發(fā)展挑戰(zhàn)的逢山開路，但同樣也是時代趨勢的具體映射和展現(xiàn)。
或許不用再贅述和論證了。
一個時代有一個時代的算力需求和挑戰(zhàn)，于是一個時代也就有一個時代的算力解決方案，進而一個時代就會有一個時代的造芯模式。
平頭哥模式，就是代表算力發(fā)展方向的代表性模式。
如何評價「平頭哥模式」？
最后，芯片全流程work，整個模式跑通，也意味著平頭哥出發(fā)時被寄予的期望和質(zhì)疑，都到了可以重新評估的時候。
阿里造芯以來，噱頭、熱點和形象工程之說，從未停止。
但隨著倚天710年度性交卷，成為中國首個云上大規(guī)模應(yīng)用的自研CPU，此論可休矣。
而且倚天710創(chuàng)造的紀(jì)錄、展現(xiàn)的效用、開啟的范式，必將帶來造芯模式上更大的啟發(fā)和變革。
其次，過去幾年云計算相關(guān)的格局洗牌猜想，同樣也到了有理有據(jù)的結(jié)辯時刻。
過去的市場份額是阿里云一騎絕塵，因為出發(fā)得早。接下來的格局也依然會是阿里云不可爭鋒，因為基于芯片和底層軟硬一體架構(gòu)的壁壘，無人能比，短時間內(nèi)無人能及。
而且業(yè)內(nèi)業(yè)外，一種討論和新觀點也正在愈演愈烈：
新時代的科技競速，本質(zhì)就是以算力為基建的競速。
下層基建決定了上層生態(tài)。底層基建決定了發(fā)展速度。
或許完全強調(diào)算力的作用，太過絕對。但誰也無法否認(rèn)的是，算力正在成為科技發(fā)展中最基礎(chǔ)也最重要的生產(chǎn)要素。
而對于阿里和阿里云來說，過去的積累和沉淀，在當(dāng)前的時代級變革前顯得如此恰逢其時。
芯片、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、存儲、網(wǎng)絡(luò)和上層應(yīng)用……擁有全棧完整自研軟硬件技術(shù)體系的云計算提供商，中國目前僅此一家。
這是阿里之幸，也是時代給予的機遇?？萍甲兏锏囊?guī)律，通常都是哪里有痛點需求，哪里就有解決方案和應(yīng)對之策。
但上一波科技浪潮涌動之時，中國玩家沒能參與其中，基礎(chǔ)半導(dǎo)體的研發(fā)和定義，也完全處于跟隨狀態(tài)。
所以現(xiàn)在，終于終于有機會，可以在全新造芯范式下，從新起點出發(fā)，參與硬科技創(chuàng)新的研發(fā)和定義。
或許這一次，也真正有這樣有意思的機會——
源自中國文化里的兵器，比如玄鐵、含光、倚天、屠龍……被更多人追問、了解和感嘆。
