发力ARM服务器芯片市场 高通底气何在？

在服务器CPU市场，英特尔架构一枝独秀，市场份额已连续多年超过90%；POWER和SPARC虽然难挽下滑趋势，但在关键任务领域仍有用武之地；几乎已经退出历史舞台的Alpha架构得益于在中国超算“神威·太湖之光”中的大量应用，被注入了一支强心剂。

相比之下，数年前一度被寄予厚望、曾被视为数据中心低功耗变革动力的ARM架构却似乎慢慢淡出了我们的视线。然而，这并不代表它将在数据中心偃旗息鼓。时值2016年收尾和2017年开张之期，高通（Qualcomm）在ARM领域连番发力，让沉寂许久的ARM服务器阵营重鸣号角。

2016年11月18日，贵州华芯通半导体技术有限公司北京研发中心正式启用。“华芯通”是由贵州省人民政府与高通公司共同出资设立的合资企业，已经获得ARM v8-A 64位处理器架构授权。“华芯通”将通过引进、消化吸收、再创新，重点针对高端服务器芯片指令集CPU微结构、多核互连、SOC等关键技术开展攻关，开发适合中国市场的先进服务器芯片产品。

2016年12月7日，高通宣布全球首款10纳米服务器芯片Qualcomm Centriq 2400开始商用送样，预计2017下半年进入商用市场。作为Qualcomm Centriq系列的首款产品，Centriq 2400采用最先进的10纳米FinFET制程技术，最高可配置48个内核，其所搭载的Qualcomm Falkor CPU，是高通研发的定制化ARM v8内核，通过高度优化可实现高性能，低功耗，特别针对数据中心最常见的工作负载而设计。

高通如此高调地对服务器市场“送秋波”、“秀恩爱”，既吸引了从业者的视线，也不免引发疑问：众所周知，高通是移动芯片领域的顶尖厂商，但缘何它会选择这个时间点发力ARM服务器芯片市场呢？

ARM芯片是否还有“搞头”？

这个疑问的根源，离不开ARM架构在服务器市场曾有的戏剧性发展经历。

大概是2010年，在移动端如日中天的ARM阵营表现出了对于服务器和数据中心的野心。当时，数据中心能耗濒临上限，“大数据”已经露出了爪牙，数据中心迫切地希望找到一种能以较低的功耗来处理大量并行化、轻量化负载的方法，而ARM架构处理器所具备的多内核、高并行、低功耗的特性正好满足了数据中心的这种新需求。

于是，业内普遍认为，ARM芯片将成为数据中心新的“颠覆者”，前景一片光明。随后，Facebook等大型互联网厂商开始定制ARM服务器，Marvel、Cavium、Applied Micro Circuits、三星等芯片厂商纷纷加入ARM服务器芯片的研发，惠普等服务器厂商开始测试ARM服务器，而2012年x86服务器芯片老兵AMD宣布推出64位ARM服务器芯片，更是为ARM进军数据中心加上了助燃剂。

当时，分析师们曾经乐观地预测，到2019年，ARM服务器芯片出货量将占到总体市场的20%~25%。

然而，ARM的数据中心之路走得并不如预料中那样顺畅。2013年底，ARM服务器领域的先驱Calexda成为“先烈”，为ARM在数据中心的发展前景蒙上一层阴影。2016年，Applied Micro表示将出售ARM服务器业务;也有消息称博通也将结束ARM服务器计划;而曾经让人看好的AMD，又将重心转回了x86和GPU。

所以，回顾这几年ARM服务器芯片的发展历程，好似“一壶水被迅速烧热又逐渐冷却”，这种尴尬局面让人不得不对ARM服务器芯片的未来感到困惑。

再回到上面的问题，ARM服务器芯片还有“搞头”么？高通为何在有先驱屡屡失利、甚至成为“先烈”的情况下高调进军服务器和数据中心？高通ARM服务器芯片赖以生存的根基和底气又在哪里？

高通在打怎样的“小算盘”？

高通是一家精明的企业，否则无以成为移动芯片界的龙头企业。在我看来，高通选择在这个时间点高调入局，其根本原因在于看好ARM服务器芯片市场的复苏趋势和发展前景。

的确，ARM服务器市场正在复苏。尽管经历了几年的不温不火，ARM服务器芯片却在近两年，特别是2016年，迎来了一个重要的转折点。

过去几年中，ARM服务器芯片在市场、技术和生态环境方面尚不成熟，而今，不管是市场、技术还是生态方面，它都面临着近年来最佳的一个生长环境。

第一，先看市场。前文提过，ARM的优势在于多内核、高并行、低功耗，这样的能力非常适合数据中心的并行化、轻量化负载，如搜索、Web、CDN、冷存储等。但由于ARM服务器芯片发展过慢，而英特尔x86服务器芯片的能效比也在不断提升，数据中心对于ARM的需求已经不是那么强烈。

如今的市场和几年前已经不可同日而语。时下，互联网日趋繁荣，移动终端数量高速增长，物联网快速发展，云计算、大数据、移动、社交引领了新一轮的技术革命。在这些新趋势中，数据有集中也有分散，不论是贮藏了海量数据的大规模数据中心，还是分散在网络边缘的计算节点，都希望将每瓦特性能放在首位，更加注重空间和能耗的节约，用更少的成本从数据的流动中掘金。

同时，人工智能、深度学习、机器视觉计算等新兴应用负载的大热将异构计算推到了舞台中央，单一的CPU架构已经无法满足这些应用对于浮点计算能力、并行度、能效等方面的需求，于是，近年来CPU+GPGPU、CPU+FPGA等异构计算方式大行其道，其中，ARM+GPGPU、ARM+FPGA也因更具能效优势，被视为一种理想的异构计算方式。

在这些新兴应用和趋势中，单纯的英特尔架构方案已经不能完全让大型数据中心的用户满意，虽然英特尔CPU的能效比在不断提升，并且也具备Xeon Phi协处理器方案，但大型互联网用户更希望追求极致，将数据中心的能效做到更高。

于是，ARM又迎来了新的机会。2013年百度在其南京数据中心首次应用ARM服务器来支撑百度云服务，将TCO降低了25%，存储密度提升了70%。本月初，又有消息称，ARM将与阿里巴巴集团在数据中心业务方面展开合作，阿里巴巴将在自身数据中心的服务器上大量采用ARM架构低功耗CPU，以逐步替换英特尔产品。

第二，再看技术。过去几年中，ARM服务器芯片的绝对性能提升并不高，故而ARM服务器只能被应用于一些轻量化的场景中。

而新近亮相的高通Qualcomm Centriq 2400，则将ARM服务器芯片的规格提升到了一个新的台阶：集成高达48个内核，率先采用10nm工艺（领先于英特尔的14nm），内核经过高度优化，可同时实现高性能与低功耗，专门针对数据中心最常见的工作负载而设计。虽然高通没有公布Centriq的进一步细节，但从核心数量和工艺上来推测，Centriq在性能与功耗方面的综合表现将能够与英特尔的主流芯片一较高下，且很有可能也领先于AMD即将推出的Zen服务器芯片。

另一方面，ARM+GPGPU、ARM+FPGA等异构计算技术也在不断走向成熟，特别是在超算领域。此前，巴塞罗那超算中心就曾采用ARM+GPGPU的异构方式，富士通计划建造的百亿亿次超算也将引入ARM芯片，同样采用异构计算。今年10月，英特尔子公司Altera推出了新一代的Stratix 10 FPGA，其中就采用了四核ARM Cortex-A53处理器。

有趣的是，连英特尔都开始重新接受ARM架构，这足以说明ARM技术的诱人之处。

第三，最后看生态。由于缺少生态系统，特别是软件生态，ARM这些年来发展得不太顺利。而今，互联网的繁荣发展带动了开源生态的发展，也给ARM的软件生态带来了利好消息。

对此，Qualcomm产品管理副总裁乐美科（Americo Lemos）曾表示，软件过去大多是垂直的架构，而现在更多是使用开放源代码软件——这对Qualcomm来说是一件好事，因为入门的门槛变得非常低，不必再投资几十亿美金用于搭建软件架构。

他说：“就像x86系统原来做的那样。开放源代码软件的普及和应用降低了Qualcomm进入这一领域的门槛。”

所以，无论市场、技术还是生态，ARM进军数据中心已经处于一个“临界点”，高通在这个时间点高调入局，称得上是恰逢其时。