三问阿里发布自研Arm芯片:长什么样?有必要吗?意味着啥?

2021-10-19 12:41 中新经纬阅读 (14758) 扫描到手机

  10月19日,2021云栖大会现场,阿里巴巴旗下半导体公司平头哥发布自研云芯片倚天710。

  阿里方面称,倚天710是阿里云推进“一云多芯”策略的重要一步,也是阿里第一颗为云而生的CPU芯片,将在阿里云数据中心部署应用。

首颗5nm服务器芯片倚天710 阿里供图

5nm、128核……阿里自研云芯片长啥样?

  据阿里方面介绍,倚天710采用业界最先进的5nm工艺,是第一颗采用5nm工艺的服务器芯片,单芯片容纳高达600亿晶体管。而在此之前,服务器芯片最先进的工艺为7nm。

  在芯片架构上,倚天710基于最新的ARMv9架构,内含128核CPU,主频最高达到3.2GHz,能同时兼顾性能和功耗。在内存和接口方面,集成业界最领先的DDR5、PCIe5.0等技术,能有效提升芯片的传输速率,并且可适配云的不同应用场景。

  阿里云智能总裁、达摩院院长张建锋表示:“基于阿里云‘一云多芯’和‘做深基础’的商业策略,我们发布倚天710,希望满足客户多样性的计算需求,这款芯片不出售,主要是阿里云自用。我们将继续与英特尔、英伟达、AMD、ARM等合作伙伴保持密切合作。”

阿里为何要“造芯”

  2018年,阿里全资收购中天微,与达摩院自研芯片业务整合成为后来的芯片公司“平头哥”。平头哥进展迅速,2019年就正式发布第一枚AI推理芯片“含光800”,并宣布进入量产阶段,2020年开始已经在阿里的超级数据中心大规模部署。除了自研,阿里也通过投资进行大规模布局。此前,阿里就已经投资了包括寒武纪、深鉴等企业。

  阿里研发Arm芯片早有迹象。2021年5月,张建锋在阿里云峰会上宣布,阿里云优化了自己的云操作系统飞天,使其同时兼容x86、Arm等多种芯片架构。当时,张建锋在采访中提到,阿里云2021年的目标之一是要“做深基础”,计划今年开始陆续推出一系列核心的硬件结合软件的产品,包括自有芯片。

  据了解,用户接触到处理器(CPU)架构主要分为两种,一种是x86架构,被称作复杂指令集CPU,代表企业是英特尔、AMD;另一种是Arm架构,被称作精简指令集CPU,代表企业是IBM、ARM。

  天鹰资本执行董事章金伟接受中新经纬记者采访时表示,x86与Arm底层指令集不同,可以理解为写芯片电路的“硬件语音”不同。相较而言,x86更复杂,就好比是用汉语文字写的;Arm精简很多,好比是英文字母写的。所以Arm芯片更适合处理简单程序,x86芯片处理更复杂程序。不过,当前Arm指令集已经越来越丰富,除了能以更低功耗去处理简单程序,也能处理一些复杂程序。

  章金伟分析,对于云服务商来说,自研Arm有必要性。“x86架构的CPU受限于英特尔和AMD,云计算厂商无法做进一步特性优化。在当前头部几家云计算厂商已发展成熟并进入竞争阶段的情况下,每一家都需要做出更多差异化,以及综合竞争优势,从这个层面来说,自主研发可控的Arm芯片也就具备一定的战略意义。”章金伟说。

  电信与互联网分析师马继华对中新经纬记者表示,在软硬件结合发展上,阿里与华为殊途同归。华为是从硬件(芯片、智能终端)发展到软件(云、应用),阿里是从软件(云计算、互联网应用)发展到硬件,包括智能终端、芯片、服务器等。“仅就产品来说,软硬结合也可以加强阿里云的自主可控能力,进一步提升阿里云的能力。这一点,在华为手机业务上已经得到验证。”马继华说。

倚天710对行业意味着什么?

  作为第一颗采用5nm工艺的服务器芯片,倚天710对行业意味着什么?

  天风证券数据显示,在服务器市场,国内x86架构市场占比高达96.4%,基本由英特尔垄断,而Arm架构自2018年下半年迎来服务器CPU转折点后,迅速占领国内0.9%的市场份额。

  2021年1月,东兴证券在研报中指出,从生态及市场化角度来看,x86已形成较为庞大的桌面端及服务器端生态体系,迁移成本低,具备很好的产品化、市场化生态条件;Arm架构虽为新兴力量,但是也已在移动端具备绝对的优势地位,并且生态不断向桌面端及服务器端拓展,未来有望形成良好的产业生态。

  东兴证券认为,Arm架构无论是从自主可控角度还是市场化、产品化角度,都有可能在芯片自主道路中率先突围,弥补中国芯片领域的短板。

  目前,国内互联网科技公司在Arm服务器芯片布局进展迅速。

  华为此前通过旗下海思半导体自研芯片,2019年推出了基于Arm架构的服务器芯片“鲲鹏920”和服务器“泰山”,但受制于制裁,下一代的“鲲鹏930”无法如期发布。在2021年4月的华为分析师大会上,华为轮值董事长徐直军预计,短期内无法解决鲲鹏芯片代工的问题,但鲲鹏本身是一个Arm的生态,华为仍会坚定不移地去推进。

  2021年10月,国产CPU厂商飞腾发生工商变更,股东中出现阿里、百度的身影。飞腾官网介绍,该公司是国内领先的自主核心芯片提供商,主要产品包括高性能服务器CPU、高效能桌面CPU和高端嵌入式CPU三大系列,基于ARM架构是飞腾主要研发路径。

  字节跳动也早在2021年3月份开放了大量ARM相关职位,具体包括ARM服务器系统的性能和功耗优化,ARM服务器产品架构端到端设计和优化等,持续布局新架构下的服务器业务。

  章金伟表示,阿里发布自研Arm芯片,意味着高端CPU指令集正逐步摆脱x86一家独大的格局。“全球主要云计算厂商都在争取自主研发Arm、RISC-V(基于精简指令集原则的开源指令集架构)等区别于x86的指令集芯片,无论是对芯片使用安全性,还是供应链安全都更好一些。”章金伟说。