继苹果、亚马逊后,阿里云积极入局,Arm服务器芯片有望增长十倍

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图片来源@视觉中国

文 | 杨剑勇

近年来,除智能手机以外,ARM不断向物联网、PC、服务器等方向延伸,作为统治移动芯片的霸主,向传统CPU巨头英特尔领地发起进攻。如今,ARM生态不断扩展,从PC到云端再到边缘、物联网和超级计算在内的各个领域,吸引着包括苹果、亚马逊、英伟达、华为与阿里巴巴等众多科技巨头基于ARM设计通用芯片。

在苹果公司带动下,对ARM产业链影响深远

从需要指出的是,苹果基于ARM设计M1芯片,对产业链影响深远。很长一段时间内,苹果Mac产品线采用英特尔芯片,自去年M1芯片横空出世后,苹果将逐渐减少对英特尔的依赖,如今M1芯片已在iPhone、iPad、Mac产品上使用。面对苹果基于ARM自研芯片,英特尔新上任的CEO帕特基尔辛格曾声称要在PC市场造出比苹果M1更好的芯片,希望能重新夺回苹果这一大客户。

图片来自苹果官网

值得一提的是,作为一款低能耗芯片,M1带来了Mac一次重大飞跃,在今年春季发布会上,库克表示搭载苹果自研芯片M1的Mac电脑销量已经超过了搭载英特尔处理器的Mac电脑。本月18日,苹果M1 Pro与M1 Max两款新品登场,被视为王炸芯片。 M1 Max是苹果公司迄今为止打造出的最大芯片,内部集成570亿个晶体管,最高可配置 64GB 的高速统一内存。据介绍,M1 Pro 和 M1 Max 的中央处理器运行速度相比M1提升最高可达 70%,诸如使用 Xcode 编译代码等任务因此可以处理得比以往更加快速。

而M1 Pro的图形处理器运行速度相比M1提升最高可达2倍,M1 Max更是提升最高可达4 倍,能让专业用户在对性能要求极高的图像工作流中体验到飞一般的处理速度。与此同时,M1 Pro 和 M1 Max 也是堪称苹果迄今打造的最强芯片。整体来看,M1 芯片凭借无比强大的性能、精心打造的技术和业界领先的能效,为苹果最受用户欢迎的系统带来了巨大变革。

苹果公司硬件技术高级副总裁 Johny Srouji 表示,“依托中央处理器和图形处理器性能的大幅提升,最高可达 6 倍的内存带宽,新增 ProRes 加速器的媒体处理引擎,以及其他多种先进技术,M1 Pro 和 M1 Max 引领 Apple 的芯片产品开拓出新的天地,在专业级笔记本电脑领域独树一帜。”

图片来自苹果官网

M1 Pro 和 M1 Max 内部集成多达 10 核中央处理器,同等功耗水平下的运行速度比最新款的 8 核 PC 笔记本电脑芯片快达 1.7 倍,达到其峰值水平性能所需功耗却少了 70%。

尽管CPU领域英特尔依旧有强大的话语权,只是越来越多科技巨头加入ARM阵营,整体来看,个人计算电脑在苹果带动下,对Arm对产业链影响深远,其他品牌可能会加大ARM架构上发力,无疑会给英特尔带来竞争压力,甚至此前有传微软也将加入ARM阵营。

阿里云一云多芯持续推进,基于ARM自研云芯片倚天710亮相

不仅苹果公司,还有华为积极发展ARM服务器芯片、亚马逊AWS云服务器也在采用ARM设计芯片。到如今阿里巴巴在今年阿里云栖大会上正式发布自研云芯片倚天710。倚天710是为云而生的CPU芯片,是阿里云推进「一云多芯」策略的重要一步,主要是自用,部署在阿里云数据中心,并针对云计算的特点做了大量优化,性能超过业界标杆20%,能效比提升50%以上。

架构层面,倚天710采用最新ARMv9架构,多达128核,主频最高3.2GHz,可同时兼顾性能和功耗。同时,集成了业界最领先的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。目前,阿里云面向云原生时代的“磐久”自研服务器系列,首款搭载自研芯片倚天710的磐久高性能计算系列也同时在阿里云栖大会上亮相。

图片来自阿里云公众号

随着阿里云完善了全栈云基础设施的最后一环,实现从芯片、部件到整机的技术及架构创新和自研。对此,阿里云智能总裁张建锋表示:“阿里云过去十二年,阿里云打造出中国唯一自研的飞天云操作系统。今天阿里云坚持自研,继续“向下生长”,从飞天到倚天,打造以云为基础的软硬件技术体系。”

云巨头入局,带动 Arm架构服务器CPU未来10年增长超10倍

不仅有华为、亚马逊,如今还有阿里云等,众多云巨头加入ARM阵营,预示着生态越来越完善,在服务器市场份额不断飙升。根据权威调研机构IDC此前发布的数据显示:2020年第三季度,基于Arm的服务器同比增长了430.5%,2020年第四季度同比增长了345%。尽管基数很小但仍在增长。

当前,Arm架构处理器在服务器市场的应用正处于快速上升时期,另据Statista预测,到2028年,Arm架构处理器在数据中心和云的市场份额将从2019年的5%增长到25%。2028年的市场规模将达到580亿美元,比2019年的14倍还多。

不过,在Arm服务器方向,目前亚马逊云科技的Graviton处理器在市场、价格优势、性能、可靠性和创新五个方面的投票都高居第一位。这是第三方调研机构IT BRAND PULSE最近发布关于服务器产品领导者的2021年IT专业人士投票结果。据了解,亚马逊云科技2018年底首次公开基于ARM架构处理Graviton的云实例EC2 A1,对部分工作负载能耗降低高达45%。2019年底发布基于Arm架构的Graviton2处理器,相较x86同类产品计算容量提升4倍,性价比提升高达40%。

亚马逊云科技被评选为Arm服务器处理器领导者,两年多时间就深深扎根到IT专业人士心中,着实让人意外。ARM作为全球领先的半导体知识产权(IP)提供商,全球智能手机和平板电脑几乎都采用ARM架构,包括苹果、高通等采用ARM构架来设计芯片。在智能终端以外,ARM不断延伸至,以此挑战英特尔在CPU的地位,且市场份额不断提升,也印证受到市场青睐。

以亚马逊云科技为例,作为数据中心基础设施研究、数据和分析的IT Brand Pulse数据显示,在基于Arm 的服务器CPU领域中,亚马逊云科技强大的品牌认知度和创新精神导致 64%的 IT 专业人士选择 Graviton 作为基于亚马逊云科技的服务器 CPU 的市场领导者。

借助ARM,搭载Amazon Graviton2的Amazon EC2 X2gd与当前基于x86的X1实例相比,新一代X2gd实例用于内存密集型工作负载的性价比提高了55%。基于Arm架构的Amazon Graviton2处理器自2020年5月上市以来,众多已经使用基于Amazon Graviton2实例的客户,包括Domo、F1方程式赛车、Snap等。亚马逊云科技负责Amazon EC2的副总裁David Brown对此表示,“事实证明,Graviton2处理器非常受客户欢迎,因为它们在性能上有很大提升,同时还能显著降低各种工作负载的成本。”

最后

在人工智能时代,数据中心地位愈显重要。来自Synergy Research 数据显示:截至2021年第二季度末,全球超大型数据中心数量达到659个,自2016年年中以来增加了一倍多。在超大规模运营商中,亚马逊、微软和谷歌合计占数据中心足迹的一半以上,但就过去四个季度的数据中心增长率而言,表现突出的是三家中国公司——字节跳动、腾讯和阿里巴巴。

主要疫情促使各行业智能化转型加速,导致对云服务需求剧增,从而促使云服务巨头不断扩大数据中心规模,以此满足社会智能化转型需求。也显示出全球企业IT构架逐渐向云构架迁移。来自Synergy Research报告指出:云正日益主导IT格局,使整个云生态系统中的公司受益。2021年上半年,全球云生态系统收入增长25% 至2350 亿美元。

其中,增幅最大的是云基础设施服务,包括IaaS、PaaS和托管私有云服务。要知道,十年前,亚马逊、Salesforce 和谷歌等公司几乎没有涉足企业 IT,但现在却是市场的主要力量。报告还指出,与云相关的市场正以每年15%到40%以上的速度增长。云服务的年度支出将在四年内翻一番。在整个云生态系统中,表现最突出的公司是微软、亚马逊、Salesforce、戴尔、谷歌和 IBM。其他主要参与者还包括思科、Adobe、甲骨文、VMware、SAP、HPE、阿里巴巴、浪潮、华为。总的来说,这些公司占所有云相关收入的一半以上。

以云为核心的智能化、数字化速度正在加快,推动云服务在未来将会变得越来越主流,作为基础设施无处不在。云服务厂商则是全球智能化背后力量,帮助企业更快地进行数字化转型和创新的同时,其云服务板块会得到进一步增长,营收规模有望继续扩大。