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(chǎng)需求推動(dòng)

消費(fèi)市場(chǎng)寒冬，全球消費(fèi)電子需求下行，服務(wù)器成半導(dǎo)體核心動(dòng)力之一。Arm 加速布局服務(wù)器領(lǐng)域，如 9 月推出 Neoverse V2。長(zhǎng)久以來(lái)，x86 架構(gòu)主導(dǎo)服務(wù)器市場(chǎng)，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(wèn)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(tái)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(tái)。V1 單線(xiàn)程性能提升超 50%且支持可伸縮矢量擴(kuò)展，N2 可提供更高性能計(jì)算，與 N1 相比 IPC 提升 40%。此外，Poseidon 平臺(tái)基于 Armv9.2 架構(gòu)，性能再提高 30%且增加機(jī)密計(jì)算特性。這些推動(dòng)了 ARM 架構(gòu)服務(wù)器性能提升，為其在服務(wù)器市場(chǎng)崛起奠定基礎(chǔ)。

二、高通在ARM架構(gòu)的探索

（一）服務(wù)器夢(mèng)的開(kāi)啟

2017 年，高通推出服務(wù)器芯片“Centrq 2400”，宣稱(chēng)能效和成本優(yōu)于英特爾至強(qiáng)鉑金 8180 處理器。發(fā)布會(huì)上微軟等潛在客戶(hù)表達(dá)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(jí)緩存和三緩，熱設(shè)計(jì)功耗 120W，支持 DDR4 - 2667 內(nèi)存，定價(jià) 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(huì)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(gòu)與專(zhuān)利問(wèn)題，博通收購(gòu)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(chǎng)進(jìn)展不大，2018 年高通服務(wù)器芯片部門(mén)裁員約 280 名，占部門(mén)總?cè)藬?shù)一半左右，業(yè)務(wù)前景充滿(mǎn)不確定性。

（三）新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

智能手機(jī)增長(zhǎng)停滯，高通需新增長(zhǎng)引擎，服務(wù)器市場(chǎng)成機(jī)遇。今年消費(fèi)需求下行，影響手機(jī)廠商及芯片出貨量，服務(wù)器市場(chǎng)成高通新目標(biāo)。預(yù)計(jì) 2025 年服務(wù)器市場(chǎng) Arm 架構(gòu)處理器滲透率達(dá) 22%，原因包括支持多元工作負(fù)載、具擴(kuò)展性與性?xún)r(jià)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(chǎng)面臨激烈競(jìng)爭(zhēng)，聯(lián)發(fā)科在手機(jī)芯片市場(chǎng)挑戰(zhàn)高通，蘋(píng)果加快自研芯片使用步伐給高通壓力，服務(wù)器市場(chǎng)英特爾占主導(dǎo)，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(shì)

（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(shì)，能降低大量功耗，在大規(guī)模數(shù)據(jù)中心優(yōu)勢(shì)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(jì)算密度和更低能源消耗，降低運(yùn)營(yíng)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(kuò)展與成本效益

ARM 架構(gòu)服務(wù)器采用模塊化設(shè)計(jì)，可彈性擴(kuò)展，通過(guò)添加或移除處理器節(jié)點(diǎn)調(diào)整計(jì)算能力，提高靈活性和可伸縮性。其彈性擴(kuò)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(fèi)。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(shì)，適用于云計(jì)算應(yīng)用，能降低硬件采購(gòu)和運(yùn)營(yíng)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(diǎn)，適用于各種云計(jì)算場(chǎng)景。

（三）適用于輕量級(jí)工作負(fù)載

ARM 架構(gòu)服務(wù)器適用于輕量級(jí)工作負(fù)載，如手游上云、移動(dòng)設(shè)備等領(lǐng)域。手游上云有天然優(yōu)勢(shì)，因多數(shù)智能手機(jī)和平板電腦采用 ARM 架構(gòu)，手游也基于此開(kāi)發(fā)。騰訊先鋒容器技術(shù)解決方案已遷至 ARM 平臺(tái)，部署超 150 個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)，玩家延遲在 30ms 以?xún)?nèi)。在移動(dòng)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(duì)比

（一）x86 架構(gòu)服務(wù)器的優(yōu)勢(shì)

X86 架構(gòu)服務(wù)器優(yōu)勢(shì)顯著。易獲取部署，眾多供應(yīng)商，90%主流軟件適配，兼容性強(qiáng)，常見(jiàn)系統(tǒng)和程序可順暢運(yùn)行。性?xún)r(jià)比高，價(jià)格相對(duì)低。處理器性能進(jìn)步大，能處理大規(guī)模計(jì)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(dú)特之處

ARM 架構(gòu)有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。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(fèi)、節(jié)約能源。彈性擴(kuò)展是另一優(yōu)勢(shì)，采用模塊化設(shè)計(jì)，可根據(jù)需求調(diào)整計(jì)算能力。在手游上云領(lǐng)域有天然優(yōu)勢(shì)，因多數(shù)智能手機(jī)和平板電腦采用 ARM 架構(gòu)，手游也基于此開(kāi)發(fā)。在移動(dòng)設(shè)備等領(lǐng)域，以低功耗、高性能滿(mǎn)足要求，提供計(jì)算支持。

五、應(yīng)用場(chǎng)景與未來(lái)展望

（一）廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景

云計(jì)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(kuò)展性好，如浪潮信息的 NF5280R6 和成都凌點(diǎn)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(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。

車(chē)載電子領(lǐng)域，ARM 處理器在汽車(chē)電子電器架構(gòu)中廣泛應(yīng)用，不同型號(hào)處理器適用于不同場(chǎng)景。

（二）未來(lái)發(fā)展的挑戰(zhàn)與機(jī)遇

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

機(jī)遇方面，隨著技術(shù)進(jìn)步，ARM 架構(gòu)服務(wù)器性能提升，如 Arm 的 Neoverse 平臺(tái)發(fā)展。其在低功耗、彈性擴(kuò)展等方面有優(yōu)勢(shì)，適應(yīng)云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域需求。雖面臨挑戰(zhàn)，但有望在未來(lái)服務(wù)器市場(chǎng)占據(jù)更大份額。

審核編輯 黃宇