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英特尔、高通闪开,华为ARM服务器芯片霸道来袭

2016/02/02
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阅读需 33 分钟
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小编语:英特尔雄霸服务器市场的时间很长了,也许是该有游戏改变者出现了,但会是华为高通?还是 AMD?《要在服务器市场挑战英特尔,AMD、ARM、高通还太嫩了点?》这篇文章可以作为参考……

据报道,华为海思自主设计的 ARM 芯片已经流片归来,并且经过多轮调试,不仅已经完成了 BIOS 和 BMC 管理软件开发,还成功开发了采用该 ARM 服务器芯片的双路服务器样机。目前,该 ARM 服务器芯片已进入试生产阶段。那么华为的 ARM 服务器芯片能技压群雄么?

华为与某研究所的合作


正如任何技术都是经过时间、金钱、人才积淀出来的,华为的 IC 设计能力也经过了从合作中学习到独立研发的过程。
 

在 IC 设计方面,华为显然算不上宿将,不要说和 Intel、IBM、AMD 相提并论,即便是同属 ARM 阵营的苹果和高通也有不小的距离——虽然做的都是 ARM 芯片,但是购买 ARM IP 核授权设计 SOC 和自主设计微结构完全是两个技术难度。

打个比方的话,ARM 出售的 IP 核就是一间毛坯房,国内诸如海思、展讯、全志、瑞芯微、新岸线等 IC 设计公司做的工作是对毛坯房进行装修和出售,在现阶段并不具备凭借自身实力构建一个毛坯房的技术实力,由于工作量仅限于软装,也就无法查出该毛坯房是否留有后门,无法保障安全可控。

而苹果和高通是将 ARM 出售的毛胚房拆除,并在拆除的过程中学习 ARM 构建毛坯房的技术,然后重新建造一个毛坯房,再进行软装出售,由于整个房子的结构设计完完全全是自己做到,可以确保没有后门,而且在技术实力过硬的情况下,可以设计出比 ARM 公版微结构性能更加强劲的产品。

因此,即便是华为海思计过不少 SOC,但在微结构设计上,华为海思在 2014 年前完完全全是一个新丁,这就迫切需要一个优秀的老师引进门。而在 IC 设计方面,地处北京的某研究所、地处长沙的某大学和地处江南水乡的某研究所堪称国内三大顶尖机构,在高性能 CPU 方面有着丰富的经验,华为与某研究所的合作也就理所当然了。

在拜访的过程中,大家形成了共识,那就是单线程性能上不去的话,堆核心数量没有意义,设计一个性能强劲的微结构是当务之急。而 X86 服务器芯片性能强劲,ARM 要想打入服务器市场,就必须走低功耗服务器芯片市场,主打低功耗差异化竞争才能夺取一定市场份额。

但在交流中一些研究所的研究员并不看好 ARM 服务器芯片的市场前景,原因有两点:

一是 ARM 未必会有多大的低功耗优势。虽然因为 X86 要兼容过去的 8 位、16 位指令集的历史包袱,在功耗上确实会大一些(某种说法是 5%—10%),但 Intel 在制程工艺和设计能力上的优势足以消弭这点劣势。ARM 服务器芯片面对 X86 低功耗服务器芯片未必会具有多少功耗方面的优势,而且性能上很有可能会处于劣势。

二是软件生态问题。虽然 ARM 32 已经有比较完善的软件生态,但 ARM64 位指令和 32 位指令完全是两回事,两者无法像 MIPS64 和 MIPS32,X86 64 和 X86 32 那样完全兼容。所以部分研究员认为,因为 ARM 在服务器领域的软件生态建设方面尚需时日,若要建成 ARM 64 的软件生态需要投入很大时间、精力和财力,因而会存在一个空档期。

过去 Intel 不做低功耗服务器,仅仅是因为 Intel 觉得市场相对较小,不太赚钱,所以没做,并非做不了。当 ARM 要通过做低功耗服务器侵蚀 Intel 在服务器芯片市场的市场份额时,Intel 完全可以利用 ARM 构建软件生态的空档期推出自己的低功耗服务器芯片,使原本 ARM 计划以低功耗服务器侵蚀 X86 市场份额的做法化为泡影。而这两年 Intel 在低功耗服务器市场发力的确应验了这些研究员的预计,一些原本打算做,或正在做 ARM 服务器的 IC 设计公司一看风头不好,直接掉头就跑,不做 ARM 服务器芯片了。

但即便如此,也许是出于金钱的魔力,该研究所的一个科研团队依旧与华为共同开发了一款多核的芯片。随后,华为也设立了研究所,并从体制内挖出了不少技术人员从事 ARM 服务器芯片的开发,而已进入试生产的 ARM 16 核服务器芯片则是华为多年卧薪尝胆的技术结晶。


 

 

华为海思的竞争对手有哪些?

就在 1 月 17 日,贵州省人民政府与美国高通公司签署战略合作协议,成立华芯通半导体技术有限公司,贵州政府出资 18.5 亿占股 55%,高通以技术入股持股 45%。华芯通半导体技术有限公司将专注于 ARM 服务器芯片的开发。
 

由于中国市场潜力巨大,商机无限。而根据国家相关文件,要到 2020 年将政府掌握的 60 台服务器全部实现国产货替代,加上国家对集成电路产业的重视,促使地方政府非常热衷于投资 IC 设计行业。

其实,地方政府并非一定要选择高通。对贵州省政府而言,并非没有其他替代选择,比如可以和国防科大合作,或者和华为合作,哪怕是和龙芯和申威合作定制党政军专用服务器也未尝不可。也许是一些官僚和专家脑海中国内技术不如洋技术的观念根深蒂固,也许是为了冲 GDP 和渲染政绩,于是以非常优惠的条件与高通合资 ——中国地方政府出资 18.5 亿只占股 55%,而高通仅以 ARM 服务器芯片方面的技术就占股 45%。

而华芯通目前处于草创阶段,技术底蕴几乎为零,技术团队也草台板子,还在四处挖人的进程中。华芯通的第一款产品很有可能是高通 24 核服务器芯片的马甲,正如宏芯的第一款芯片 CP1 是 IBM Power8 的马甲。

相对于还处于草创阶段的华芯通,华为海思可谓兵强马壮——海思有员工 8000 余人,而且可以获得华为的输血。而华芯通在技术底蕴上一穷二白,只能指望高通技术转让。

因此,现阶段华芯通根本不具备和华为竞争的实力——华为海思不是与华芯通较量,而是在与高通斗法。如果说在手机 ARM 芯片上,因为华为海思麒麟芯片自产自销的原因,华为和高通的芯片并没能展开直接竞争,那么两者在服务器芯片上将来也许会展开激烈的竞争。
 

此外,飞腾和 AMD 都是非常具有潜力的竞争对手。近年来,AMD 也开始着手研发 ARM 服务器芯片,虽然 A1100 采用了 ARM Cortex A57,但万一 AMD 将工作重心放在 ARM 服务器芯片的开发上,其丰富的 IC 设计经验将其产品非常富有竞争力,会成为华为、高通等 ARM 阵营 IC 设计公司的头号竞争对手。


市场如何?

由于无论是高通,还是华为海思设计的 ARM 服务器芯片的单线程性能相对于 Intel 来说并不强,即便不存在软件生态的问题,也不可能凭借性能从 Intel 手中夺取市场份额。除国防科大的“火星”之外,目前的 ARM 芯片还只能用于低功耗服务器领域,例如存储服务器领域。

就产品性能而言,华为海思设计的 ARM 服务器芯片的微结构,即便因技术底子相对较薄弱,也因为有 ARM 公版微结作参考,所以性能未必会比 ARM Cortex A57 差多少,而高通的 ARM 服务器芯片的微结构性能其实也可以用骁龙 820 的 Kryo 做参照,也许并不会比 ARM Cortex A72 强太多。即便没有官方公布的准确数据,铁流推测,两款服务器芯片的单线程性能差距其实并不大。

从 Intel 的成功经验来看,最初 X86 芯片的性能并不强,相对于 Power、Alpha、MIPS、SPARC 反而是最弱的,但是因为商业化做得好反而最终逆袭。具体到服务器方面,Intel 的商业策略相对开放,并拉起了 IBM、戴尔、惠普、曙光、浪潮、联想等一批合作伙伴,把产业联盟搭建了起来,而且 X86 服务器软件和硬件是可以独立的,卖的也更便宜。而像 IBM 和 SUN/ 甲骨文的 Power、SPARC 服务器则是软件、硬件一体化的,利润更高,价格也更贵,对用户而言成本就很高了,进而市场不断萎缩,陷入恶性循环。

因此,华为若要在 ARM 服务器市场拔得头筹,就必须有明智的商业策略和相对低廉的价格。相比较之下,10%—15%的性能差距反而并不会对市场份额占有率产生多大负面影响。而针对 ARM 服务器市场来说,现阶段还是需要依靠政策保护才能生存的,而在这方面,相对于高通、AMD 来说,华为在和中国政府、国企等体制内单位有着更为良好的关系,特别是华为还可以采用自产自销的方式扶持海思的 ARM 服务器芯片,而这是高通很难做到的。因此,华为完全可以依靠垂直整合的优势,和政府、国企更好的关系,以及在产品商品化、市场化方面的优势,挤压对手的市场份额,稳步提升自己在 ARM 阵营的市场份额和地位。

当然,也不排除华为的 ARM 服务器芯片成为 ARM 进军服务器芯片市场惨败而归的牺牲品,只能自产自销或政策保护过日子。但事在人为,若不放手一搏,安知成败与否。

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