電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道(文/周凱揚(yáng))在近期舉辦的云棲大會(huì)上,阿里巴巴正式發(fā)布了旗下平頭哥自研的“倚天710”芯片。至此,全球靠前的云服務(wù)廠商中,近半都開(kāi)發(fā)出或投入了自研芯片的開(kāi)發(fā),更關(guān)鍵的是,他們無(wú)一例外地都選擇了Arm作為芯片架構(gòu)。
亞馬遜——Graviton2
亞馬遜可以說(shuō)是最靠開(kāi)始自研服務(wù)器芯片的云服務(wù)廠商,2015年,該公司花3.5億美元收購(gòu)了以色列芯片公司Annapurna labs。屆時(shí)起,亞馬遜就在為其云基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)定制芯片,最終在2018年發(fā)布了第一代AWS Graviton 處理器,支持該處理器的A1也成了其云服務(wù)AWS上第一個(gè)基于Arm的實(shí)例。第一代Graviton處理器基于Cortex-A72內(nèi)核,最大時(shí)鐘頻率達(dá)到2.3GHz,低上45%的成本使其成了很多入門(mén)用戶的首選。
2020年,亞馬遜發(fā)布了第二代自研處理器Graviton2,這款處理器基于64位的Arm Neoverse N1內(nèi)核,該核心與Cortex-A76近乎類似,但加入了不少針對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施工作的強(qiáng)化特性。Graviton2采用了臺(tái)積電的7nm制程工藝,集成了64顆核心,在CMN-600 Mesh互聯(lián)技術(shù)的支持下可以做到2TB/s的帶寬。
與第一代Graviton相比,Graviton2提供4倍的計(jì)算核心,7倍的計(jì)算性能。基于Graviton2的實(shí)例與同等級(jí)的x86實(shí)例相比,性能要高上40%,成本卻要低上20%。不僅如此,Graviton2也成了AWS最省電的處理器,同樣的能耗下,Graviton2的性能要比AWS中的其他處理器高上2到3.5倍。
阿里巴巴——倚天710
作為市場(chǎng)占有率排名第三的阿里巴巴,同樣發(fā)掘了定制芯片在云服務(wù)上的潛力。阿里云今年上線了基于Ampere Altra的Arm服務(wù)器實(shí)例,通過(guò)Arm與阿里巴巴在Java工作負(fù)載分析和調(diào)試,阿里云的龍井JDK在Arm架構(gòu)下性能提高了50%。
在剛舉辦的云棲大會(huì)上,阿里巴巴終于發(fā)布了由旗下半導(dǎo)體公司平頭哥自研的倚天710芯片。該芯片采用了臺(tái)積電5nm制程工藝和基于Armv9的內(nèi)核,最高時(shí)鐘主頻達(dá)到3.2GHz。且核心數(shù)為128核,支持8個(gè)DDR5內(nèi)存通道,加上64kb的一級(jí)緩存和1MB的二級(jí)緩存,基本與Arm上半年發(fā)布的Neoverse N2完全一致。
Neoverse N2為N1的下一代架構(gòu),在同等的時(shí)鐘頻率下,標(biāo)量性能要比上一代高上40%。阿里云表示,倚天與業(yè)界頂級(jí)Arm服務(wù)器芯片基于SPECint2017進(jìn)行測(cè)試對(duì)比時(shí),性能高上20%,能效比更是高上50%。這里提到的頂級(jí)Arm服務(wù)器芯片并為指出是亞馬遜的Graviton2,但在5nm、Armv9等等新技術(shù)的加持下,擁有這樣的性能與能效提升也不足為其。
華為——鯤鵬920
業(yè)界首個(gè)7nm的服務(wù)器Arm處理器其實(shí)是華為于19年1月發(fā)布的鯤鵬920,該處理器雖然用到了Arm授權(quán)的Armv8.2架構(gòu),但集成的最多64顆核心均為華為自研,主頻可達(dá)到2.6GHz,支持8通道的DDR4內(nèi)存。在華為的Taishan服務(wù)器和華為云的K系列實(shí)例中,都用到了這顆處理器,這也是業(yè)內(nèi)首個(gè)內(nèi)置直出100GE網(wǎng)絡(luò)能力的通用處理器。
華為的云服務(wù)業(yè)務(wù)發(fā)展迅速,其中之一的因素就是其在存、算、存、管、智方面的自研芯片。在華為的應(yīng)用一代、研發(fā)一代、規(guī)劃一代的路線中,鯤鵬930芯片原本預(yù)計(jì)在今年就會(huì)面世了,然而由于供應(yīng)鏈的限制,是否還能推出也成了未知數(shù)。
谷歌微軟紛紛入局
去年年底,業(yè)內(nèi)傳出消息,微軟也在為其云服務(wù)Azure開(kāi)發(fā)自研芯片,使用的也是Arm架構(gòu)。微軟在Arm架構(gòu)上的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)并不算多,此前也只是和高通共同設(shè)計(jì)消費(fèi)級(jí)的筆記本芯片,近期更是傳出與AMD共同設(shè)計(jì)下一代筆記本Arm芯片。
谷歌雖然早就開(kāi)始自研服務(wù)器芯片,但其TPU與Argos芯片一個(gè)用于張量處理,一個(gè)用于視頻處理,并非通用計(jì)算芯片。今年谷歌招募了英特爾老將Uri Frank來(lái)設(shè)計(jì)服務(wù)器芯片,很有可能也會(huì)選擇拿Arm授權(quán)開(kāi)發(fā)自研核心。
結(jié)語(yǔ)
在云服務(wù)上,自研芯片帶來(lái)的成本降低是巨大的。云服務(wù)頭部廠商基本定型之后,價(jià)格戰(zhàn)就成了拉攏新客戶留住老用戶的必經(jīng)之路,Arm服務(wù)器芯片帶來(lái)的高功效意味著他們可以推出定價(jià)更低的實(shí)例。但設(shè)計(jì)能力、設(shè)計(jì)成本等多因素的取舍使得不少服務(wù)器芯片廠商開(kāi)始選擇不同的技術(shù)路線,有的緊跟Arm Neoverse核心,有的則選擇了自研。
比如上文提到的Ampere,該公司今年發(fā)布的Altra Max依然將采用Arm Neoverse N1的核心,但他們計(jì)劃在明年發(fā)布的5nm芯片Siryn上用上自研核心。而Marvell卻選擇了停止自己ThunderX Arm核心的開(kāi)發(fā),在今年年底試產(chǎn)的OCTEON采用Neoverse N2核心。
不可否認(rèn)的是,Arm在服務(wù)器芯片領(lǐng)域的存在感已經(jīng)越來(lái)越強(qiáng),自研芯片的方案對(duì)于云服務(wù)廠商擁有難以抗拒的吸引力。盡管x86目前在大規(guī)模運(yùn)算中仍處于壟斷地位,但憑借Arm在高性能計(jì)算、異構(gòu)與功效上的持續(xù)創(chuàng)新,十年之內(nèi)超車也不無(wú)可能。
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原文標(biāo)題:云服務(wù)廠商掀起自研芯片潮,Arm成為首選
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