ARM與x86，決戰(zhàn)在全球半導體變局中

最近，全球半導體市場格外不平靜。

前有中美貿(mào)易摩擦，攪起了兩國半導體產(chǎn)業(yè)無數(shù)是非；后有日韓半導體爭端，又給全球產(chǎn)業(yè)鏈帶來了一層陰霾。似乎種種現(xiàn)象都在表明這樣一個事實：在今天這個時代，半導體產(chǎn)業(yè)已經(jīng)是一種國家間的戰(zhàn)略資源，“自主可控”四個字并非泛泛之談。

這種情況下，大家難免會多想一點。比如說，大家都知道企業(yè)網(wǎng)絡的運行核心是服務器。但是今天全球90%以上的服務器芯片市場都由英特爾占據(jù)，建立在英特爾的x86架構上。如果一旦出現(xiàn)大面積的半導體封鎖，芯片供應鏈被切斷，那作為社會經(jīng)濟基石的數(shù)據(jù)中心將陷入十分危險的境地。

目前來看，應對這個問題的主要方案，是基于ARM架構，自行研發(fā)服務器芯片作為替代品。ARM雖然也是一家歐美公司，但其提供的是芯片專利和指令集。芯片廠商一次性買斷某版本就可以一直使用，不用擔心上游直接斷貨的問題。

在服務器芯片上用ARM替代x86的思路并非今天才有。然而雖然今天ARM已經(jīng)在移動芯片上一統(tǒng)江山，卻在服務器芯片市場上怎么都起不來勢頭。而今天，這個任務開始由中國芯片產(chǎn)業(yè)扮演主角。

為什么ARM+服務器芯片處在“屢敗屢戰(zhàn)”的境地里？在全球半導體市場普遍收緊的前提下，ARM芯片是否能趁勢而上？

這將是接下來很長一段時間里，中國乃至世界半導體產(chǎn)業(yè)，需要一步步去回答的問題。

想把x86挑落馬下，真的挺難

自1978年誕生以來，今天在CPU領域通用的x86架構，其實也經(jīng)歷了數(shù)十年的殺伐爭斗。英特爾和AMD的無數(shù)紛爭，最終為這套通用技術架構筑造起了堅實的兼容性與應用生態(tài)。

可是當英特爾穩(wěn)穩(wěn)占據(jù)市場上90%以上份額之后，全球計算與網(wǎng)絡產(chǎn)業(yè)都再難擁有選擇權和議價權。所以想要把英特爾推下芯片神壇的運動其實從未停歇過。

依靠低功耗、高性價比優(yōu)勢，在移動設備中證明了自己的ARM，這些年成為半導體產(chǎn)業(yè)一個新的選擇。然而事實上，大量半導體巨頭都布局過ARM打造服務器芯片，結果都不盡如人意。

比如英特爾的老對手AMD就曾大舉投入研發(fā)ARM架構的服務器芯片。2012年，AMD宣布獲得ARM指令集授權，隨后在2014年推出了基于ARM架構的Opteron處理器。結果好景不長，在2017年這個項目基本就進入了名存實亡的階段。英特爾繼續(xù)在服務器芯片領域占據(jù)著王座。

業(yè)內(nèi)的其他玩家，比如三星、英偉達、博通、Marvell，都曾經(jīng)開發(fā)或者有意向開發(fā)過基于ARM的服務器芯片，但最后大多不了了之。其中曾經(jīng)一度讓行業(yè)看到希望的，是在手機芯片領域從ARM受益良多的高通。2014年，高通宣布將打造基于ARM的服務器芯片；到2016年，對外公布了首個基于AMR的服務器芯片產(chǎn)品；2017年，高通正式發(fā)布了Centrip 2400系列，進軍服務器芯片市場。結果發(fā)布即頂峰，沒有怎么獲得客戶回應的高通，到2018年就多次被傳放棄了ARM服務器芯片業(yè)務，接著曝出高管離職，團隊解散。時至今日，已經(jīng)絕少人相信高通還會在ARM服務器芯片領域有一番作為。

正所謂風水輪流轉(zhuǎn)，在歐美巨頭普遍放棄這一項目之后。今天用ARM打造服務器芯片的主力反而變成了中國企業(yè)。比如說一度名聲很大，也引起不少爭議的華芯通、天津飛騰。尤其值得注意的，是華為在去年年底發(fā)布了基于ARM的服務器芯片鯤鵬920。ARM服務器芯片的中國故事，今天還在進行時。

這里似乎有必要解釋一下，x86為什么那么能打，以至于攜資進組的歐美巨頭紛紛挑戰(zhàn)失敗。行業(yè)普遍認可的說法是，x86最強大的地方在于英特爾積累的服務器芯片生態(tài)系統(tǒng)。若干年來，大量軟件應用都是基于x86完成開發(fā)，而企業(yè)市場中軟件生態(tài)往往更新頻次較低，缺乏生態(tài)可選擇性。而市面上出現(xiàn)過的ARM服務器芯片，普遍在軟件兼容性上表現(xiàn)不佳，最終導致用戶無法選擇嘗試ARM，只能固守x86。

此外，產(chǎn)業(yè)體系的不完成，也是AMR生態(tài)的問題。在服務器之下，數(shù)據(jù)中心涉及計算、存儲、網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)庫等大量底層技術體系，這些東西很難一夜之間被全部替換。然而逐個替換的成本實在太大，企業(yè)無法接受舍棄自身核心業(yè)務去擁抱新的服務器產(chǎn)品。

也有人認為，ARM服務器芯片的核心問題還是自身優(yōu)勢沒有被發(fā)揮完整。一方面性能依舊長期不及x86，另一方面價格也沒有便宜到令市場怦然心動的地步。有一種說法，是只要有20%的價格差距，企業(yè)就會選擇更換服務器。但ARM生態(tài)還沒有觸發(fā)這個臨界點。

不拋棄，不放棄：ARM的魅力到底在哪？

這個話題中令人糾結的一部分就要來了：既然英特爾的x86聽上去天下無敵，眾高手紛紛被挑落馬下，為什么還是不斷有企業(yè)去尋求在ARM架構上打造服務器芯片呢？

這也是一個多方面共同推動的因素。但是核心問題肯定還是開頭所說的，自主可控與產(chǎn)業(yè)安全問題。今天的全球半導體貿(mào)易格局中，處處彌漫著摩擦可能升級的味道。而如果一旦英特爾的芯片被切斷供應，數(shù)據(jù)中心這個國之重器將陷入極大的困境。

這個情況下， 2018規(guī)模已經(jīng)達到18000億人民幣以上的中國半導體市場，是一定要找到可替代方案的。而在自主可控和避免重新造輪子之間，ARM是一個切合實際的解決方案。

由于ARM的商業(yè)模式是IP售賣，可以從根本上規(guī)避x86隱藏的專利與供應鏈風險，那么難點就集中在了芯片性能與生態(tài)上。由于目前半導體產(chǎn)業(yè)在服務器芯片領域普遍缺乏議價能力，所以行業(yè)也是樂見ARM生態(tài)成長起來的。

此外，ARM進入服務器生態(tài)，依舊攜帶著其最根本的功耗優(yōu)勢與成本優(yōu)勢。功耗能低，成本更低的ARM，相對更符合云時代的企業(yè)計算需求。

還要看到的是，計算產(chǎn)業(yè)本身發(fā)生的迭代，也在讓ARM似乎看起來更像是符合未來發(fā)展趨勢的那個選擇。比如在企業(yè)全云時代，對服務器計算需求將會大幅增加，產(chǎn)業(yè)普遍要求高并發(fā)、多線程和任務單一的計算模式，這些特性都非常適合ARM架構來處理。另一個趨勢，是計算正在加強云邊端的一體化與協(xié)調(diào)。而當更多計算發(fā)生在邊端側的時候，就要求服務器提供密度更高、功耗更低、遲延更低的算力，這其實是讓服務器算力貼近移動設備的計算需求，因此ARM也將是個好的選擇。

所以說，AMR雖然屢次失敗，但根本上來看并非一無是處。前人的不成功，也是為后來者饋贈的機會。在今天想要打贏ARM服務器芯片這一局，IT行業(yè)還有很多事要做。

ARM想要一戰(zhàn)成功，需要做好哪些事？

總的來說，想要讓ARM芯片真正在服務器市場站穩(wěn)腳跟，需要的就是最大化發(fā)揮AMR優(yōu)勢，并且吸取前面那些巨頭玩家的失敗教訓。有這樣幾個工作，屬于今天的題中之義：

1、依靠產(chǎn)業(yè)鏈內(nèi)部完成垂直創(chuàng)新，構筑ARM的產(chǎn)業(yè)能用性。

ARM服務器芯片的問題，很大一部分并不集中在性能與價格上，而是集中在是否真正能滿足產(chǎn)業(yè)應用需求，達到替換標準線。這也就意味著，ARM服務器芯片不應該是一個單打獨斗的產(chǎn)品，而是與生俱來應該就是一個底層應用序列，滿足服務器場景中數(shù)據(jù)、存儲、調(diào)用等基礎應用，降低客戶的兼容成本。

2、發(fā)揮性價比是核心優(yōu)勢。

在ARM服務器芯片上，絕大多數(shù)失敗案例都被認為是并沒有發(fā)揮出ARM芯片低功耗、低成本，以及性能并不弱于x86的優(yōu)勢。在核心的性價比、能耗比領域，ARM服務器芯片還要很遠的路要走，技術突破依舊是一件可以期待的事。

3、核心任務是驅(qū)動產(chǎn)業(yè)，建立ARM生態(tài)。

在今天，提起ARM服務器芯片，每個人都會提及生態(tài)的重要性。如何應對x86平臺統(tǒng)一的硬件、開發(fā)和基礎設施，以及數(shù)十年積累的軟件開發(fā)生態(tài)，是芯片廠商面前的真正挑戰(zhàn)，也是必須長時間發(fā)展經(jīng)營的課題。這里一方面芯片企業(yè)創(chuàng)建為開發(fā)生態(tài)服務的基礎設施集群, 比如存儲網(wǎng)絡和虛擬化等產(chǎn)品，降低企業(yè)的開發(fā)成本；同時還需要積極推動軟件開發(fā)行業(yè)進駐ARM生態(tài)，建ARM應用市場等基礎平臺。此外，在新需求上發(fā)展ARM也是變數(shù)所作，比如說推動人工智能供應鏈企業(yè)更多上ARM，引導更多應用用戶順著AI需求自然過渡到AMR生態(tài)中來。

4、供應鏈安全牌是商業(yè)推注劑。

在今天，ARM服務器芯片關乎于產(chǎn)業(yè)安全，甚至國際經(jīng)濟安全，是一件基本沒有爭議的事。這種情況下，正視風險的存在，引導行業(yè)積極尋找安全可控的產(chǎn)業(yè)路徑，也是推動ARM生態(tài)的一個重要通道。

綜合來看，AMR服務器芯片是今天全球半導體變局中一張重要的底牌。但是這張牌到底誰來打，如何打，能打到什么程度，還是非常復雜的一場考驗。

不管怎么說，變局已來，期待著保持現(xiàn)狀并不現(xiàn)實。擁抱和操控變化，是今天中國半導體產(chǎn)業(yè)必須學會的一篇新課文。

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