基于高通主板的ARM架構(gòu)服務(wù)器

一、ARM架構(gòu)服務(wù)器的崛起

（一）市場需求推動

消費市場寒冬，全球消費電子需求下行，服務(wù)器成半導體核心動力之一。Arm 加速布局服務(wù)器領(lǐng)域，如 9 月推出 Neoverse V2。長久以來，x86 架構(gòu)主導服務(wù)器市場，現(xiàn)面臨挑戰(zhàn)。Arm 2008 年入服務(wù)器領(lǐng)域，雖因性能與生態(tài)問題未大突破，但近幾年重新沖刺。

（二）技術(shù)創(chuàng)新引領(lǐng)

Arm 的 Neoverse 平臺不斷發(fā)展。2018 年推出參考架構(gòu)，2020 年衍生出 E、N、V 系列，近期推出 Neoverse V2、V1、N2 平臺。V1 單線程性能提升超 50%且支持可伸縮矢量擴展，N2 可提供更高性能計算，與 N1 相比 IPC 提升 40%。此外，Poseidon 平臺基于 Armv9.2 架構(gòu)，性能再提高 30%且增加機密計算特性。這些推動了 ARM 架構(gòu)服務(wù)器性能提升，為其在服務(wù)器市場崛起奠定基礎(chǔ)。

二、高通在ARM架構(gòu)的探索

（一）服務(wù)器夢的開啟

2017 年，高通推出服務(wù)器芯片“Centrq 2400”，宣稱能效和成本優(yōu)于英特爾至強鉑金 8180 處理器。發(fā)布會上微軟等潛在客戶表達興趣。該芯片集成 180 億晶體管，采用 48 顆 Falkor 自研內(nèi)核，主頻 2.2GHz 至 2.6GHz，有二級緩存和三緩，熱設(shè)計功耗 120W，支持 DDR4 - 2667 內(nèi)存，定價 1995 美元，眾多云服務(wù)供應(yīng)商和技術(shù)公司參加發(fā)布會并演示其支撐的 Arm 數(shù)據(jù)中心應(yīng)用。

（二）發(fā)展中的波折

高通在服務(wù)器芯片領(lǐng)域面臨挑戰(zhàn)，有收購與專利問題，博通收購后高通削減“非核心業(yè)務(wù)”支出，Intel 市占率高且 Arm 生態(tài)和軟件不完善，高通在 Arm 服務(wù)器芯片市場進展不大，2018 年高通服務(wù)器芯片部門裁員約 280 名，占部門總?cè)藬?shù)一半左右，業(yè)務(wù)前景充滿不確定性。

（三）新的機遇與挑戰(zhàn)

智能手機增長停滯，高通需新增長引擎，服務(wù)器市場成機遇。今年消費需求下行，影響手機廠商及芯片出貨量，服務(wù)器市場成高通新目標。預(yù)計 2025 年服務(wù)器市場 Arm 架構(gòu)處理器滲透率達 22%，原因包括支持多元工作負載、具擴展性與性價比、提供客制化且生態(tài)系統(tǒng)彈性、體積小符合需求。但高通在服務(wù)器市場面臨激烈競爭，聯(lián)發(fā)科在手機芯片市場挑戰(zhàn)高通，蘋果加快自研芯片使用步伐給高通壓力，服務(wù)器市場英特爾占主導，高通要成功需克服諸多困難。

三、ARM 架構(gòu)服務(wù)器的優(yōu)勢

（一）低功耗高性能

ARM 架構(gòu)服務(wù)器在功耗方面比傳統(tǒng) x86 架構(gòu)服務(wù)器有顯著優(yōu)勢，能降低大量功耗，在大規(guī)模數(shù)據(jù)中心優(yōu)勢突出。大規(guī)模數(shù)據(jù)中心處理海量數(shù)據(jù)能耗巨大，ARM 架構(gòu)服務(wù)器的低功耗特性可提供更高計算密度和更低能源消耗，降低運營成本。騰訊云、百度智能云等云服務(wù)提供商在數(shù)據(jù)中心采用基于 ARM 架構(gòu)的服務(wù)器，有效降低能源消耗，提高能源利用效率。

（二）彈性擴展與成本效益

ARM 架構(gòu)服務(wù)器采用模塊化設(shè)計，可彈性擴展，通過添加或移除處理器節(jié)點調(diào)整計算能力，提高靈活性和可伸縮性。其彈性擴展能力讓企業(yè)能根據(jù)業(yè)務(wù)變化調(diào)整服務(wù)器配置，避免資源浪費。ARM 架構(gòu)處理器成本和功耗低，服務(wù)器 arm 在成本效益方面有優(yōu)勢，適用于云計算應(yīng)用，能降低硬件采購和運營成本。如騰訊云的 C1M、CA1M 等產(chǎn)品，基于服務(wù)器 arm 架構(gòu)，具有高性能、低成本特點，適用于各種云計算場景。

（三）適用于輕量級工作負載

ARM 架構(gòu)服務(wù)器適用于輕量級工作負載，如手游上云、移動設(shè)備等領(lǐng)域。手游上云有天然優(yōu)勢，因多數(shù)智能手機和平板電腦采用 ARM 架構(gòu)，手游也基于此開發(fā)。騰訊先鋒容器技術(shù)解決方案已遷至 ARM 平臺，部署超 150 個計算節(jié)點，玩家延遲在 30ms 以內(nèi)。在移動設(shè)備領(lǐng)域，適用于 Web 服務(wù)器、緩存服務(wù)器等，ARM 架構(gòu)處理器性能足夠且能源效率高。

四、與傳統(tǒng)服務(wù)器對比

（一）x86 架構(gòu)服務(wù)器的優(yōu)勢

X86 架構(gòu)服務(wù)器優(yōu)勢顯著。易獲取部署，眾多供應(yīng)商，90%主流軟件適配，兼容性強，常見系統(tǒng)和程序可順暢運行。性價比高，價格相對低。處理器性能進步大，能處理大規(guī)模計算和數(shù)據(jù)處理需求，在金融、科研等領(lǐng)域是不可或缺的基礎(chǔ)設(shè)施。

（二）ARM 架構(gòu)的獨特之處

ARM 架構(gòu)有獨特優(yōu)勢。低功耗表現(xiàn)突出，服務(wù)器處理器相比 x86 架構(gòu)功耗低、能效比高，如在大規(guī)模數(shù)據(jù)中心可降低電費、節(jié)約能源。彈性擴展是另一優(yōu)勢，采用模塊化設(shè)計，可根據(jù)需求調(diào)整計算能力。在手游上云領(lǐng)域有天然優(yōu)勢，因多數(shù)智能手機和平板電腦采用 ARM 架構(gòu)，手游也基于此開發(fā)。在移動設(shè)備等領(lǐng)域，以低功耗、高性能滿足要求，提供計算支持。

五、應(yīng)用場景與未來展望

（一）廣泛的應(yīng)用場景

云計算領(lǐng)域，ARM 架構(gòu)服務(wù)器低功耗、高效率，能降能耗減成本且可擴展性好，如浪潮信息的 NF5280R6 和成都凌點科技的 MARS3000。

物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，ARM 架構(gòu)以高效、低功耗和廣泛兼容特性在物聯(lián)網(wǎng)中發(fā)揮重要作用，廣泛應(yīng)用于終端設(shè)備且實現(xiàn)互聯(lián)互通。

車載電子領(lǐng)域，ARM 處理器在汽車電子電器架構(gòu)中廣泛應(yīng)用，不同型號處理器適用于不同場景。

（二）未來發(fā)展的挑戰(zhàn)與機遇

ARM 架構(gòu)服務(wù)器有性能和功耗優(yōu)勢，但軟件生態(tài)不如 x86 成熟，存在部分軟件不完全兼容問題。傳統(tǒng) x86 架構(gòu)服務(wù)器市場主導地位久，ARM 架構(gòu)服務(wù)器需提升性能等并加強市場推廣。

機遇方面，隨著技術(shù)進步，ARM 架構(gòu)服務(wù)器性能提升，如 Arm 的 Neoverse 平臺發(fā)展。其在低功耗、彈性擴展等方面有優(yōu)勢，適應(yīng)云計算、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域需求。雖面臨挑戰(zhàn)，但有望在未來服務(wù)器市場占據(jù)更大份額。

審核編輯 黃宇