近日，中國移動發布集中網絡云資源池三期工程計算型服務器采購招標公告，ARM平臺的需求數量為14710臺，采購規模與采購金額均超過總量的三分之一。

據悉，這也是中國移動在網絡云集采中首次明確ARM平臺的采購數量與比例。對于想進入服務器領域ARM架構來說，這是一個重大利好。

自上而下的突破

據IDC數據統計，2020年ARM架構的服務器銷售額大幅增長430.5%。即便基數很小，這也是一個驚人的成績。

稍微了解ARM歷史的人都知道，從2008年開始，ARM就立志上攻服務器市場。但諸多條件的不順，使得AMD、博通、Cavium、高通、英偉達、三星等一眾芯片盟友都無功而返。

局面的打破最終來自于系統廠商。出于成本和可控性的考量，云計算巨頭亞馬遜在2018年推出了首款基于Arm架構的自研處理器芯片Graviton。這顆芯片也是亞馬遜收購了ARM芯片設計商Annapurna Labs的結果，其運行應用的成本要比英特爾或AMD的芯片低45％。

這顆芯片的意義在于亞馬遜網絡本身就是一個生態系統，Arm服務器芯片終于有機會在大規模的數據中心中一展身手，而軟件合作伙伴也可以加入并證明其堆棧和應用程序可以與ARM架構所兼容。

一年之后，第二代服務器芯片Graviton 2如約而至。Graviton2基于 64位Arm Neoverse N1微架構設計，該架構也是ARM第一款專門為數據中心定位的CPU架構。與第一代 AWS Graviton 處理器相比，AWS Graviton2性能達到前者 7 倍，與同配置x86實例相比，Amazon EC2 M6g、C6g 和 R6g 實例的性價比提高了40%。在2021年，亞馬遜也把這款芯片配置到國內的服務器當中。

所謂英雄所見略同。華為也展開了同樣的研發，并在2019年正式對外發布了Arm服務器芯片鯤鵬920。從性能參數看，鯤鵬920基于ARMv8架構，采用7nm工藝，可以支持64個內核，主頻可達2.6GHz，集成8通道DDR4。典型主頻下，SPECint Benchmark評分超過930，超出業界標桿25%，能效則優于業界標桿30%。

根據披露的資料，華為其實很早就展開了服務器芯片的研發。鯤鵬的內部代號是Hi16xx，首顆于 2015 年首次推出，面向高線程或高吞吐量應用。2016 年海思又推出了第二代處理器芯片Hi1612，2017年第三款服務器芯片鯤鵬916（Hi1616）。

隨著鯤鵬920的發布，華為還推出了基于該處理器的三款TaiShan（泰山）服務器。

系統廠商的直接切入，源于對市場最直觀的感受。在云計算的時代，越來越多的邊緣數據中心加入，帶來了與以往不同的延時、散熱、功耗等需求。

電子科技大學電子科學與工程學院副教授黃樂天指出：“ARM服務器越來越受重視主要因為是差異化競爭的需求，相比于X86而言，ARM的硬件設計生態更為開放和豐富，可以提供更多樣化的選擇來滿足一些定制化的需求。”

有了明確需求的指引，芯片廠商也開始再次發起沖擊。在美國，英特爾前高管Renée J. James于2017年創立了Ampere公司，主要專注于數據中心中增長最快的超大規模計算云和邊緣云市場。在2020年3月，Ampere發布了新一代基于Arm架構的Altra處理器，其擁有80個64位ARM核，采用了Monolithic die（即單芯片設計）工藝，所有的核都在Mesh網絡下連接在一起，具備了非常高的內存帶寬和內存密度，能提供很高的可預測性。

另一位芯片老將Marvell則收購了Cavium公司，在已獲成功的ThunderX和ThunderX2基礎上，推出了ThunderX3，目標直指云計算。

在國內，獲得了Arm V8指令集架構永久授權的天津飛騰也推出了其新一代多路服務器芯片騰云S2500。其也為64核架構，2.0到2.2GHz頻率，16nm工藝，集成64個FTC663內核，在大容量L3緩存、多端口高速低延遲互聯通路、內存鏡像存儲可靠性增強及面向應用的安全增強技術四方面做了提升。該產品也補齊了飛騰補齊高端芯片最后一塊拼圖。

做為整個體系的構建者，ARM也在加快前進的步伐。在今年，ARM對服務器芯片平臺Neoverse進行了革新，引入了V1和N2系列，其處理能力比上一代N1提高了40%~50%。Neoverse V1平臺首次支持可伸縮矢量擴展（SVE），N2平臺則率先采用全新Armv9架構的平臺，擁有比N1更高的核心數、性能和能效。

國外的行業觀察家就此表示，這代表了市場的一個轉折點：ARM處理器的性能表現已經接近了Intel和AMD處理器，且ARM有信心保持每年25~30%的性能提升，大幅超越Intel和AMD的迭代幅度。

生態漸全 信創成推手

ARM軍團以前在服務器所以失敗，很大的原因就在于生態的匱乏。

意識到這個問題的ARM，一直在補這個短板。經過幾年的努力，形勢已經發生了改變。當前，所有大型的操作系統，如Linux、BSD、windows都可以得到ARM架構的支持。容器化，包括虛擬化工具如docker、VMware、KVM和Kubernetes都可以在ARM架構運行。編程語言，包如CUDA和Java也都可以得到ARM的支持。

圖 ARM服務器生態

還有一個重要原因。據一位業內人士介紹，目前超大規模數據中心的工作負載、應用都具有源代碼，而且還允許改變源代碼、改變程序來加速，這對ARM服務器處理器的引入帶來極大的方便，可更輕松應對兼容的問題。

除了技術生態的改進，市場環境也越發對ARM架構友好，特別是國內信創產業的發展更是起到了巨大的拉動作用。

整個信創CPU的潛在市場主要包括黨政、特殊部門和金融、電信、能源、電力、醫療、教育、交通、公共事業8大行業。華泰證券預計，信創服務器CPU 潛在空間約為 240 億元。

從2020年開始，多個行業客戶已陸續開啟國產ARM 服務器采購。2020 年5 月21 日，鯤鵬服務器中標中國農業銀行2020 年重點服務器項目，根據框架協議，供應商北明軟件將為農行提供2000 臺基于鯤鵬處理器的TaiShan 服務器，落地了金融行業首個“基于ARM 架構多路服務器+全開源中間層軟件+自研應用”的業務系統。

2020 年7 月，廣發銀行亦發布年度總行華為軟硬件采購，其中包括鯤鵬服務器。2020 年12 月，中國長城雙路服務器參與工行開放平臺關鍵產品供應鏈安全項目測試，同年12月23日，中國長城首批EF860雙路服務器設備交付貴州電網電信云機房，這些服務器均搭載了飛騰騰云S2500。

進入2021年，新華三集團成功中標中國光大銀行集采項目，為光大銀行首個創新ARM系統架構的新一代IT基礎建設，提供高性能、安全可靠的服務器產品和強有力的技術支持。

隨著銀行、電網、運營商等行業客戶率先開啟行業信創采購，ARM生態在行業領域應用逐漸展開。

華為公司輪值董事長徐直軍近日就表示，“鯤鵬生態的進展超出了我們的預期。”據他介紹，目前已經有12家整機伙伴推出鯤鵬系列服務器和PC產品。2020年，伙伴服務器出貨量達到鯤鵬服務器出貨的50%以上，今年預計達到80%以上。同時還有8家伙伴發布了openEuler操作系統商業版本，6家伙伴發布openGauss數據庫商業版本，2000多家合作伙伴的4500多個解決方案通過了鯤鵬兼容性測試認證，目前在關系國計民生的行業獲得了規模應用。

而飛騰也同樣壯大了自己的朋友圈，根據其交出的2020成績單：中國長城、浪潮、同方、曙光、中興通訊等15家國內廠商發布了基于騰云S2500的多路服務器產品群，攜手生態伙伴發布了 90 余個行業聯合解決方案，覆蓋電信、金融、能源、交通、醫療、數字城市、工業制造等行業領域。

對于ARM服務器CPU在國內的發展態勢，行業人士指出，ARM處理器的低功耗、高穩定性、小體積、長續航以及和CPU芯片的高整合度帶來的低開發成本，在數字化轉型過程中正在引領底層架構的新一輪重構。隨著移動網絡和互聯網融合互通日趨明顯，依托ARM架構發展后臺數據中心已成為大勢所趨。

不過，ARM架構進入服務器時日尚淺，仍要面臨很多挑戰，其中一個就是價格昂貴。有業內人人士告訴記者，單顆64核心的ARM服務器CPU價格在10000~20000之間，與之配套的操作系統收費也不便宜，算上內存、存儲、顯卡、網卡等外設，售價一般企業無法接受。

此外，“服務器/云計算畢竟是要服務于應用軟件的，而這些方向的應用軟件棧太“深”了，是依靠很多基礎軟件一層層堆上去的，少了這些基礎軟件的支持自然是很大的缺憾，而這個在短時間內是無法解決的。”黃樂天指出了另一個挑戰。

好在這些挑戰只需時日都是可以化解的，因為發展ARM架構已成業內共識。

近日在京舉辦的“多樣性算力產業峰會”發布了《多樣性算力技術愿景白皮書》。該白皮書就指出，多樣性算力產業體系建設應從運營商網絡云、IT云、公有云三大數據中心場景切入，初期以ARM為主，推動多樣化服務器整機和部件成熟。

ARM架構服務器，已經接近爆發的臨界點。

(Andrew)

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