ARM与x86，决战在全球半导体变局中

emhudjqhln · 发表于 2019-7-10 02:54:55

最近，全球半导体市场格外不平静。
前有中美贸易摩擦，搅起了两国半导体产业无数是非；后有日韩半导体争端，又给全球产业链带来了一层阴霾。似乎种种现象都在表明这样一个事实：在今天这个时代，半导体产业已经是一种国家间的战略资源，“自主可控”四个字并非泛泛之谈。
这种情况下，大家难免会多想一点。比如说，大家都知道企业网络的运行核心是服务器。但是今天全球90%以上的服务器芯片市场都由英特尔占据，建立在英特尔的x86架构上。如果一旦出现大面积的半导体封锁，芯片供应链被切断，那作为社会经济基石的数据中心将陷入十分危险的境地。
目前来看，应对这个问题的主要方案，是基于ARM架构，自行研发服务器芯片作为替代品。ARM虽然也是一家欧美公司，但其提供的是芯片专利和指令集。芯片厂商一次性买断某版本就可以一直使用，不用担心上游直接断货的问题。

在服务器芯片上用ARM替代x86的思路并非今天才有。然而虽然今天ARM已经在移动芯片上一统江山，却在服务器芯片市场上怎么都起不来势头。而今天，这个任务开始由中国芯片产业扮演主角。
为什么ARM+服务器芯片处在“屡败屡战”的境地里？在全球半导体市场普遍收紧的前提下，ARM芯片是否能趁势而上？
这将是接下来很长一段时间里，中国乃至世界半导体产业，需要一步步去回答的问题。
想把x86挑落马下，真的挺难
自1978年诞生以来，今天在CPU领域通用的x86架构，其实也经历了数十年的杀伐争斗。英特尔和AMD的无数纷争，最终为这套通用技术架构筑造起了坚实的兼容性与应用生态。
可是当英特尔稳稳占据市场上90%以上份额之后，全球计算与网络产业都再难拥有选择权和议价权。所以想要把英特尔推下芯片神坛的运动其实从未停歇过。
依靠低功耗、高性价比优势，在移动设备中证明了自己的ARM，这些年成为半导体产业一个新的选择。然而事实上，大量半导体巨头都布局过ARM打造服务器芯片，结果都不尽如人意。

比如英特尔的老对手AMD就曾大举投入研发ARM架构的服务器芯片。2012年，AMD宣布获得ARM指令集授权，随后在2014年推出了基于ARM架构的Opteron处理器。结果好景不长，在2017年这个项目基本就进入了名存实亡的阶段。英特尔继续在服务器芯片领域占据着王座。
业内的其他玩家，比如三星、英伟达、博通、Marvell，都曾经开发或者有意向开发过基于ARM的服务器芯片，但最后大多不了了之。其中曾经一度让行业看到希望的，是在手机芯片领域从ARM受益良多的高通。2014年，高通宣布将打造基于ARM的服务器芯片；到2016年，对外公布了首个基于AMR的服务器芯片产品；2017年，高通正式发布了Centrip 2400系列，进军服务器芯片市场。结果发布即顶峰，没有怎么获得客户回应的高通，到2018年就多次被传放弃了ARM服务器芯片业务，接着曝出高管离职，团队解散。时至今日，已经绝少人相信高通还会在ARM服务器芯片领域有一番作为。
正所谓风水轮流转，在欧美巨头普遍放弃这一项目之后。今天用ARM打造服务器芯片的主力反而变成了中国企业。比如说一度名声很大，也引起不少争议的华芯通、天津飞腾。尤其值得注意的，是华为在去年年底发布了基于ARM的服务器芯片鲲鹏920。ARM服务器芯片的中国故事，今天还在进行时。
这里似乎有必要解释一下，x86为什么那么能打，以至于携资进组的欧美巨头纷纷挑战失败。行业普遍认可的说法是，x86最强大的地方在于英特尔积累的服务器芯片生态系统。若干年来，大量软件应用都是基于x86完成开发，而企业市场中软件生态往往更新频次较低，缺乏生态可选择性。而市面上出现过的ARM服务器芯片，普遍在软件兼容性上表现不佳，最终导致用户无法选择尝试ARM，只能固守x86。
此外，产业体系的不完成，也是AMR生态的问题。在服务器之下，数据中心涉及计算、存储、网络、数据库等大量底层技术体系，这些东西很难一夜之间被全部替换。然而逐个替换的成本实在太大，企业无法接受舍弃自身核心业务去拥抱新的服务器产品。
也有人认为，ARM服务器芯片的核心问题还是自身优势没有被发挥完整。一方面性能依旧长期不及x86，另一方面价格也没有便宜到令市场怦然心动的地步。有一种说法，是只要有20%的价格差距，企业就会选择更换服务器。但ARM生态还没有触发这个临界点。
不抛弃，不放弃：ARM的魅力到底在哪？
这个话题中令人纠结的一部分就要来了：既然英特尔的x86听上去天下无敌，众高手纷纷被挑落马下，为什么还是不断有企业去寻求在ARM架构上打造服务器芯片呢？
这也是一个多方面共同推动的因素。但是核心问题肯定还是开头所说的，自主可控与产业安全问题。今天的全球半导体贸易格局中，处处弥漫着摩擦可能升级的味道。而如果一旦英特尔的芯片被切断供应，数据中心这个国之重器将陷入极大的困境。
这个情况下， 2018规模已经达到18000亿人民币以上的中国半导体市场，是一定要找到可替代方案的。而在自主可控和避免重新造轮子之间，ARM是一个切合实际的解决方案。

由于ARM的商业模式是IP售卖，可以从根本上规避x86隐藏的专利与供应链风险，那么难点就集中在了芯片性能与生态上。由于目前半导体产业在服务器芯片领域普遍缺乏议价能力，所以行业也是乐见ARM生态成长起来的。
此外，ARM进入服务器生态，依旧携带着其最根本的功耗优势与成本优势。功耗能低，成本更低的ARM，相对更符合云时代的企业计算需求。
还要看到的是，计算产业本身发生的迭代，也在让ARM似乎看起来更像是符合未来发展趋势的那个选择。比如在企业全云时代，对服务器计算需求将会大幅增加，产业普遍要求高并发、多线程和任务单一的计算模式，这些特性都非常适合ARM架构来处理。另一个趋势，是计算正在加强云边端的一体化与协调。而当更多计算发生在边端侧的时候，就要求服务器提供密度更高、功耗更低、迟延更低的算力，这其实是让服务器算力贴近移动设备的计算需求，因此ARM也将是个好的选择。
所以说，AMR虽然屡次失败，但根本上来看并非一无是处。前人的不成功，也是为后来者馈赠的机会。在今天想要打赢ARM服务器芯片这一局，IT行业还有很多事要做。
ARM想要一战成功，需要做好哪些事？
总的来说，想要让ARM芯片真正在服务器市场站稳脚跟，需要的就是最大化发挥AMR优势，并且吸取前面那些巨头玩家的失败教训。有这样几个工作，属于今天的题中之义：
1、依靠产业链内部完成垂直创新，构筑ARM的产业能用性。
ARM服务器芯片的问题，很大一部分并不集中在性能与价格上，而是集中在是否真正能满足产业应用需求，达到替换标准线。这也就意味着，ARM服务器芯片不应该是一个单打独斗的产品，而是与生俱来应该就是一个底层应用序列，满足服务器场景中数据、存储、调用等基础应用，降低客户的兼容成本。
2、发挥性价比是核心优势。
在ARM服务器芯片上，绝大多数失败案例都被认为是并没有发挥出ARM芯片低功耗、低成本，以及性能并不弱于x86的优势。在核心的性价比、能耗比领域，ARM服务器芯片还要很远的路要走，技术突破依旧是一件可以期待的事。
3、核心任务是驱动产业，建立ARM生态。
在今天，提起ARM服务器芯片，每个人都会提及生态的重要性。如何应对x86平台统一的硬件、开发和基础设施，以及数十年积累的软件开发生态，是芯片厂商面前的真正挑战，也是必须长时间发展经营的课题。这里一方面芯片企业创建为开发生态服务的基础设施集群, 比如存储网络和虚拟化等产品，降低企业的开发成本；同时还需要积极推动软件开发行业进驻ARM生态，建ARM应用市场等基础平台。此外，在新需求上发展ARM也是变数所作，比如说推动人工智能供应链企业更多上ARM，引导更多应用用户顺着AI需求自然过渡到AMR生态中来。
4、供应链安全牌是商业推注剂。
在今天，ARM服务器芯片关乎于产业安全，甚至国际经济安全，是一件基本没有争议的事。这种情况下，正视风险的存在，引导行业积极寻找安全可控的产业路径，也是推动ARM生态的一个重要通道。
综合来看，AMR服务器芯片是今天全球半导体变局中一张重要的底牌。但是这张牌到底谁来打，如何打，能打到什么程度，还是非常复杂的一场考验。
不管怎么说，变局已来，期待着保持现状并不现实。拥抱和操控变化，是今天中国半导体产业必须学会的一篇新课文。

来源：http://www.yidianzixun.com/article/0MYHU1k2
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