國內(nèi)廠商共同推進ARM生態(tài)建設

當前，中國正大力發(fā)展自己的半導體產(chǎn)業(yè)，以降低對國外供應商的依賴。尤其是在中興被封殺事件之后，中國更是意識到了其緊迫性，關于國產(chǎn)芯片的討論熱火朝天。今年五月初一則簡短的消息傳來，稱Arm中國合資公司已于4月底投入運營，并接管Arm在中國市場的業(yè)務, 包括授權和版稅業(yè)務。

該合資公司總部設在深圳，中方投資者占股51%，而ARM擁有剩余49%的股權。網(wǎng)上有關該合資公司的資本背景以及各方股東由來的很多信息，這里就不轉(zhuǎn)述，不過可以斷定的是Arm中國合資公司并不是蹭熱點倉促成立，而更應該是Arm和中國之間一個很早開始布局的計劃。只是恰逢這個時間點宣布消息，的確不由得引起人們極高的關注。

2018年3月28日，工業(yè)和信息化部部長苗圩在出席某開工奠基儀式的致辭中表示：“集成電路是高度國際化產(chǎn)業(yè)，開放、合作、共贏是產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大的必由之路。中國集成電路產(chǎn)業(yè)始終秉承“開放發(fā)展”的原則，從資金、人才、技術和市場等多個層面深化國際合作，推進產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)開放創(chuàng)新發(fā)展，努力融入全球集成電路產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系當中”。

近日，新華網(wǎng)發(fā)表題為“努力成為世界主要科學中心和創(chuàng)新高地”文章，通過多位院士專家的評論，對習近平***在兩院大會的講話做了進一步闡述，其核心思想其一是“中國創(chuàng)新大潮不是封閉的 要在更高起點上推進自主創(chuàng)新”，其二是“國際大科學合作成為一種必然 要以全球視野謀劃和推動科技創(chuàng)新”。

在如此高屋建瓴的頂層設計和國內(nèi)科技創(chuàng)新戰(zhàn)略方向的大背景下，還有處于中美經(jīng)貿(mào)紛爭時期，中國高科技發(fā)展啟動之際，以Arm在芯片領域的市場地位和影響力，如此動作在中國集成電路發(fā)展的道路上起到了不可忽視的示范作用，也直接地體現(xiàn)了“全球視野”和“開放、合作、共贏”的指導方針，意義非凡。不僅是對Arm架構主戰(zhàn)場的終端嵌入式芯片，而且也對正在興起的服務器CPU芯片在國內(nèi)的創(chuàng)新和發(fā)展，研發(fā)出具有國際競爭力的國產(chǎn)化產(chǎn)品具有極大的推動作用。

終端和嵌入式市場以手機芯片為例，當前全球前十大大手機芯片企業(yè)當中有兩家是中國自主芯片企業(yè)，分別是華為海思和紫光展銳，采用的就是Arm架構。華為海思最新的麒麟970 Soc芯片采用的是Arm Cortex-A73 CPU核心。

海思對外并不單獨銷售芯片，但2017年華為智能手機發(fā)貨量為1.53億部；2018年一季度，華為智能手機出貨量3930萬臺，市場份額11%，同比增長14%，排名第三，僅次于三星和蘋果，從中也不難看出華為海思在終端的市場地位之重。

紫光展銳是全球三大獨立手機芯片企業(yè)之一，最新面向中高端手機市場的方案SC9860GV采用的是Arm 64位A53 CPU。2017年芯片出貨量超過6億套，其在全球手機芯片市場形成了與高通和聯(lián)發(fā)科三足鼎立的格局。

就目前的狀況，國內(nèi)主要廠商的終端和嵌入式的高中低端產(chǎn)品的研發(fā)設計和創(chuàng)新能力已經(jīng)達到最先進水平，中國已經(jīng)或者正在融入該領域的全球生態(tài)體系之中。如果Arm中國公司能按照預期發(fā)展，在5G即將到來的物聯(lián)網(wǎng)時代，中國的芯片基礎將會更加堅實可控。

終端設備之上，就是云端服務器！如今，x86架構的產(chǎn)品在服務器市場中目前依然沒有任何有力的競爭者，Intel主導服務器市場多年，除了CPU芯片的強大計算能力，還建構起了完整的硬件供應鏈，全力配合和支持各軟件在x86平臺的迭代發(fā)展，無形中增添后進者的門坎高度。

早在2010年，在移動端如日中天的ARM陣營表現(xiàn)出了對于服務器和數(shù)據(jù)中心的野心。于是有了Marvel、Cavium、Applied Micro Circuits、三星等芯片廠商紛紛加入ARM服務器芯片的研發(fā)，惠普等服務器廠商開始測試ARM服務器，而2012年x86服務器芯片老兵AMD宣布推出64位ARM服務器芯片，更是為ARM進軍數(shù)據(jù)中心加上了助燃劑。然而，ARM的數(shù)據(jù)中心之路走得并不如預料中那樣順暢。2013年底，ARM服務器領域的先驅(qū)Calexda成為“先烈”，為ARM在數(shù)據(jù)中心的發(fā)展前景蒙上一層陰影。2016年，Applied Micro出售ARM服務器業(yè)務;博通也結束ARM服務器計劃;而曾經(jīng)讓人看好的AMD，又將重心轉(zhuǎn)回了x86和GPU。

突然，近兩年ARM架構的服務器再次出現(xiàn)拐點，在云計算和大數(shù)據(jù)應用中開始嶄露頭角，并且在某些特定場景和工作負載下大有脫穎而出之勢。作為新進者的Arm架構服務器能否成功從某方向破冰進入通用高性能服務器商業(yè)市場，從技術上至少需要從三個基本角度思考，CPU的計算能力（產(chǎn)品）、適合的應用定位（市場），以及相關軟硬件生態(tài)的成熟度（生態(tài)）。

今天我們就來聊聊Arm架構的國產(chǎn)服務器CPU芯片國內(nèi)主要的三個主要玩家，天津飛騰，華為海思和貴州華芯通。他們的企業(yè)性質(zhì)、市場定位、技術積累、產(chǎn)品發(fā)展都各有不同，但目標卻是一致的，即從被英特爾x86架構壟斷的龐大服務器市場中分得一杯羹。簡單觀察一下在現(xiàn)如今倡導科技創(chuàng)新全球化，技術資源國際合作的大環(huán)境下，這三個國內(nèi)Arm架構服務器廠商的機會和挑戰(zhàn)。

1.華為海思

華為海思公司成立于2004年10月，是華為的全資子公司，2017年，華為智能手機發(fā)貨量為1.53億部；2018年一季度，華為智能手機出貨量3930萬臺，市場份額11%，同比增長14%，排名第三，僅次于三星和蘋果，而搭載的手機芯片已經(jīng)完全實現(xiàn)了自主設計自己使用，不依賴如高通、聯(lián)發(fā)科等任何芯片廠商，可以說在移動芯片領域，華為海思是無疑的成功者。相對人們耳熟能詳?shù)娜A為麒麟芯片，華為的服務器芯片泰山CPU芯片卻很少為人所知，其一因為華為是"自產(chǎn)自用"的閉環(huán)模式；其二是華為鮮有公開宣傳服務器CPU芯片，畢竟廣大用戶只用手機并不關心云端的服務器設備，所以有關泰山服務器處理器的公開信息很少。

在2016年科技創(chuàng)新成就展上，華為公司展出了其第一臺ARM平臺服務器“泰山”(Taishan)1612，配備的是ARM Cortex A57，這款平臺服務器采用了中國臺灣臺積電公司最新的16nm制程工藝，兼容ARM v8-A指令集，是華為在國內(nèi)主推的第一款高性能平臺多核心服務器解決方案。據(jù)稱泰山1612是核高基1號專項項目，用來做互聯(lián)網(wǎng)冷卻儲存的生態(tài)系統(tǒng)驗證，并未進行推廣和量產(chǎn)。2017年，在華為一個表彰會上，爆料一張圖，就是華為海思圖靈業(yè)務部開發(fā)的華為泰山自研64 位CPU核已經(jīng)成功商用（據(jù)說服務器用）到CPU。圖上面信息表明，經(jīng)過幾年攻堅，攻克多項技術難點，2017年成功開發(fā)出華為第一款自研的基于ARM版本的CPU核心，能效是x86的x倍（保密數(shù)據(jù)沒有寫具體）、領先同期的ARM核心。最近又傳出2019年華為將研制出性能堪比x86主流中端產(chǎn)品的ARM架構服務器芯片，并將正式量產(chǎn)進行公開商用推廣。

筆者努力通過多個渠道想獲取有關的產(chǎn)品細節(jié)，試圖對華為最新產(chǎn)品的性能表現(xiàn)做個相對明確的判斷，卻是無果而終，信息寥寥。不過，以華為低調(diào)務實的一貫作風，我們相信華為正在全力研制基于ARM架構的服務器芯片及平臺解決方案，而且華為的研發(fā)投入和技術積累都讓人相信，其設計開發(fā)的服務器CPU的性能和品質(zhì)絕不會妥協(xié)，應該不會成為大規(guī)模商用的瓶頸問題。

生態(tài)方面對華為來說更是具有先天的優(yōu)勢，無論從服務器整機硬件，云操作系統(tǒng)，直到云服務和大數(shù)據(jù)等應用系統(tǒng)，華為都具備強勁的技術力量和全產(chǎn)業(yè)鏈的整合能力。軟件過去大多是垂直的架構，而現(xiàn)在隨著互聯(lián)網(wǎng)的繁榮發(fā)展，帶動了開源生態(tài)體系逐漸成為以互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和云計算為中心的現(xiàn)代信息技術的主流，這也給Arm的軟件生態(tài)帶來了利好消息。

華為目前依舊是按照一貫的閉環(huán)模式在發(fā)展自己的服務器CPU，不過華為也是在工業(yè)和信息化部指導下成立的綠色計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的白金成員之一，說明它并未僅僅封閉在自己的產(chǎn)業(yè)閉環(huán)，而是與其他廠家和伙伴正推動Arm服務器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在當前國內(nèi)對國產(chǎn)芯片的熱情呼聲中，近期如果走出閉環(huán)進入公開商業(yè)市場也不出意外。如果真是這樣，對促進ARM架構服務器產(chǎn)業(yè)在國內(nèi)通用商業(yè)市場的發(fā)展無疑是個巨大帶動作用。無論是從產(chǎn)品性能的期望，生態(tài)整合以及應用的適配，筆者對華為都充滿信心，只要華為能堅定地在基于Arm架構的道路走下去。

2.天津飛騰

天津飛騰以國防科技大學為技術背景，現(xiàn)在屬于中國電子信息集團的成員企業(yè)之一，是中國最早獲得ARMv8指令集架構授權的設計廠商，獲得了ARM指令集級別的商業(yè)授權。其實，飛騰研發(fā)CPU已經(jīng)很多年了，從最初的IA-64、SPARC指令集最終選擇了Arm架構后，經(jīng)過幾年的努力和至少兩代產(chǎn)品迭代，飛騰最新自主設計了FTC66x系列處理器核,FT-2000/64集成了該系列中FTC661處理器核。FTC661核心流水線采用四發(fā)射亂序執(zhí)行超標量微體系結構,集成6個整數(shù)和浮點運算部件以及32KB一級數(shù)據(jù)cache,每拍能夠執(zhí)行4個雙精度浮點操作。

根據(jù)FT-2000/64樣片初步測試結果,在2.0GHz主頻下,FT-2000/64 SPECint_rate2006測試分值570分,SPECfp_rate2006測試分值482分，后續(xù)隨著進一步優(yōu)化SPEC CPU測試性能還將進一步提高?？梢婏w騰在服務器CPU的研發(fā)取得成績至少證明Arm架構完全可以實現(xiàn)與x86架構相當?shù)男阅埽皇侨藗儌鹘y(tǒng)印象中的只適用低功耗，低成本的終端嵌入式設備。雖然飛騰并不像華為一樣“自研自用”，但應用領域目前還是專注在一些如黨政軍的特定領域，比如著名的“天河三號”超級計算機和近日發(fā)布的中央國家機關采購。所以，飛騰的服務器CPU的性能表現(xiàn)是完全經(jīng)滿足所專注行業(yè)和應用需求的。

2017年年底，中國電子信息產(chǎn)業(yè)集團有限公司正式發(fā)布中國電子主導構建的全新綠色開放生態(tài)體系——“PK”體系。其中英文字母P就代表了“Phytium處理器”。按相關報道描述，“該‘PK’體系，由中國電子聚合國內(nèi)產(chǎn)學研領域400多家核心企業(yè)，共同開展關鍵技術攻關和公共技術服務，形成豐富的辦公和事務處理類應用生態(tài)體系，目前已在國家部委、中央企業(yè)、地方政府等重要行業(yè)領域信息化建設中實現(xiàn)數(shù)萬套規(guī)模應用。同時，中國電子對接國際ARM服務器標準與軟件領域企業(yè)。與Google、微軟、戴爾等在技術標準領域，與Linaro、紅帽等在ARM全球開源生態(tài)領域，與SAP、IBM等在企業(yè)級應用領域展開全面合作?；凇甈K’體系的生態(tài)建設，已成為國際ARM生態(tài)體系的重要支撐”。雖然與上述各個生態(tài)伙伴的具體合作進展和適配度無法詳細得知，至少可以相信，飛騰的處理器在一定的市場中正在擺脫生態(tài)的約束，借助CEC強大的集團作戰(zhàn)優(yōu)勢開始順利推廣和實用。

不過在公開的商業(yè)市場天津飛騰鮮有部署，更多的實測數(shù)據(jù)和應用表現(xiàn)并不透明，我們很難預計飛騰在云服務，大數(shù)據(jù)，人工智能等熱門商業(yè)場景中是否已經(jīng)就緒，目測短期內(nèi)進入通用商業(yè)市場的可能性并不大。即便如此，天津飛騰作為國產(chǎn)芯片中采用ARM指令集架構，融入國際主流軟件生態(tài)體系的一員，在推動開放的ARM架構服務器在中國的發(fā)展具有重要的作用。國字號的出身加上CEC集團的支持，天津飛騰一旦在高性能通用服務器CPU產(chǎn)品的穩(wěn)定性達到市場主流產(chǎn)品的級別，進入通用商業(yè)市場，極可能會成為國產(chǎn)ARM服務器芯片產(chǎn)業(yè)的主要成員。

3.貴州華芯通

不同于華為海思“自研自用”的閉環(huán)和飛騰專注的黨政軍特定領域，另一家國產(chǎn)服務器CPU廠商貴州華芯通則直接面向了市場規(guī)模最大，性能要求最高，生態(tài)要求更成熟，也是競爭最為激烈的通用商用服務器市場，與英特爾的主戰(zhàn)場進行正面交鋒。要突破這個市場的壟斷，實現(xiàn)國產(chǎn)芯片替代，貴州華芯通選擇“引進-消化-吸收-再創(chuàng)新”的路線也許是最佳方案，畢竟高通在芯片界的實力不可小覷。

2018年5月25日，貴陽數(shù)博會開幕前夕召開的新聞通報會上，高通公司總裁克里斯蒂安諾·阿蒙回應了稱高通將退出服務器芯片業(yè)務的傳言，“我們并沒有退出服務器芯片業(yè)務，作為華芯通的股東，高通會在技術專長，設計能力和管理方面繼續(xù)為華芯通提供重要支持和幫助，保證華芯通擁有充足的資源，中國集成電路產(chǎn)業(yè)的整體實力?！彪m然會上并沒有透露更多關于更深一步合作與支持的細節(jié)，但足以說明高通對基于Arm架構的服務器芯片和數(shù)據(jù)中心相結合的戰(zhàn)略方向是非常重視的。華芯通半導體極有可能成為高通這一戰(zhàn)略發(fā)展的重要載體，從這個角度看，高通從服務器一線退出反而將大大利好華芯通的發(fā)展。

5月27日，華芯通在數(shù)博會的“Arm服務器產(chǎn)業(yè)生態(tài)高峰論壇”上正式發(fā)布了華芯通高性能服務器CPU的品牌“昇龍”。 在品牌發(fā)布會上，華芯通公布了首款“昇龍”處理器的基本信息：10納米工藝，最多48核，ARM V8架構，內(nèi)置國密密碼模塊和芯片級的安全基礎架構，筆者進一步了解到：昇龍?zhí)幚砥髁髌貋淼膶崪y性能已達到兩顆英特爾最新主流CPU水平，其能耗卻低了50%以上。華芯通傳遞的這個性能信息很關鍵，如果真是如此彪悍，至少從計算能力上滲透進最主流的云服務市場，作為x86的“備件”，乃至直接替代都是很有希望的。

生態(tài)建設上，觀察2018貴陽數(shù)博會華芯通與眾多生態(tài)伙伴所展示的內(nèi)容，以及期間舉辦的“Arm服務器產(chǎn)業(yè)生態(tài)高峰論壇”中出席并參加討論演講的廠商（包括京東，ZStack，創(chuàng)新科，太極），可以看出華芯通半導體在昇龍?zhí)幚砥髌脚_上與整機硬件，操作系統(tǒng)，云計算和虛擬化，AI異構計算，政務應用等生態(tài)廠商多層次多方向已經(jīng)進行了很有卓效的合作。另外，在阿里巴巴的展區(qū)也出現(xiàn)了華芯通芯片樣片，具體合作深度和細節(jié)不得而知，但總歸這是華芯通進入互聯(lián)網(wǎng)主流市場的一個很好的跡象。雖然尚不確定這些伙伴客戶是否會立即大規(guī)模采購，但云服務提供商對昇龍?zhí)幚砥鬟M行評測的積極性也說明了他們迫切的希望能有除x86架構的新平臺，擺脫整個市場一家獨大的被動局面。

華芯通只是芯片設計廠商，不具備華為全產(chǎn)業(yè)鏈的平臺，也不具備天津飛騰背后集團的支持，但走的卻是直接競爭的商業(yè)市場，擺在面前的最大問題是如何面對強大的壟斷者，達到商業(yè)目的。可以說，華芯通的挑戰(zhàn)是最大的，但一旦成功后的空間也是巨大的。如果華芯通昇龍首款CPU順利在2018年年底量產(chǎn)，明年規(guī)模上市應用，經(jīng)過市場檢驗和客戶反饋，再加上本地研發(fā)隊伍近一進步對技術的消化，小編很是期待華芯通下一代產(chǎn)品的樣子，畢竟靠第一款產(chǎn)品就能逆轉(zhuǎn)成功的概率不高。

最后

國內(nèi)ARM架構服務器產(chǎn)業(yè)，天津飛騰，華為海思和貴州華芯通三個重要的廠商需要通力合作，聯(lián)合上下游的軟硬件合作伙伴共同推進ARM生態(tài)建設，從各自所面向的市場和領域同時發(fā)力，在開放合作中創(chuàng)新，通過自主創(chuàng)新深化國際合作，謀取短時間內(nèi)實現(xiàn)國產(chǎn)服務器的大規(guī)模部署。畢竟這個市場足夠大，在云服務為大趨勢的信息技術體系更加開源開放的生態(tài)環(huán)境下，原來的Wintel捆綁模式已無法阻止新平臺的進入，希望這三個國內(nèi)重要的Arm服務器CPU廠家能借風起之勢，在國內(nèi)服務器市場從英特爾為代表的x86體系中尋得一線縫隙而快速入場，緩解并持續(xù)改善目前獨家壟斷的被動局面。