半導(dǎo)體凜冬將至？服務(wù)器市場(chǎng)盛夏來臨

PC和服務(wù)器是CPU的兩大應(yīng)用場(chǎng)景，雖然都叫CPU，但從技術(shù)上來講，PC的CPU和服務(wù)器的CPU還是有明顯區(qū)別。

從微架構(gòu)上來看，PC用CPU的處理規(guī)模小，線性擴(kuò)展容易做，而云計(jì)算場(chǎng)景要求集成大量的計(jì)算單元，大規(guī)模并發(fā)的資源沖突和性能瓶頸是必須解決的問題，云計(jì)算要解決超多核線性度的問題，以及復(fù)雜多變的應(yīng)用場(chǎng)景帶來架構(gòu)彈性問題等。

長久以來，x86架構(gòu)都是服務(wù)器市場(chǎng)的主角，這主要是由于x86架構(gòu)天然的性能優(yōu)勢(shì)，以及長久以來積累的軟件與生態(tài)系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)。Arm自2008年開始也進(jìn)入服務(wù)器領(lǐng)域，不僅有Marvell充當(dāng)先鋒，還拉來x86陣營的AMD為自己站臺(tái)，高通也參與其中，不過由于性能與生態(tài)的問題，Arm一直沒有在服務(wù)器市場(chǎng)有大的突破。但近幾年來，Arm正在重新沖刺。

2018年10月，Arm首次戰(zhàn)略性的將客戶端芯片設(shè)計(jì)與服務(wù)器芯片設(shè)計(jì)分開，從內(nèi)核開始從頭設(shè)計(jì)服務(wù)器工作負(fù)載所必須的功能，L2緩存和網(wǎng)狀互連等東西，以將它們捆綁在一起形成核心復(fù)合體，推動(dòng)了Neoverse的面世。Neoverse參考架構(gòu)允許芯片設(shè)計(jì)人員插入他們選擇的DDR內(nèi)存、PCI-Express外圍設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)接口控制器，在很大程度上降低了創(chuàng)建服務(wù)器芯片設(shè)計(jì)的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)保留了靈活性。

2020年9月，Arm在Neoverse平臺(tái)之上又衍生出了三個(gè)系列，分別是低功耗小面積的E系列、最大化PPA的N系列、最高性能的V系列。

近期，Arm又推出NeoverseV2平臺(tái)（代號(hào)“Demeter”），該平臺(tái)配備最新的V系列核心和產(chǎn)業(yè)廣泛部署的Arm CMN-700mesh互連技術(shù)。將為云和HPC工作負(fù)載提供市場(chǎng)領(lǐng)先的整型性能，并引入若干Armv9架構(gòu)安全增強(qiáng)功能。目前NVDIA正利用Neoverse V2作為其Grace數(shù)據(jù)中心 CPU 的計(jì)算基礎(chǔ)。

高通在2017年推出了基于Arm架構(gòu)并由三星10nm工藝代工的服務(wù)器芯片“Centrq 2400”。當(dāng)時(shí)高通宣稱，從能效和成本角度看，Centrq 2400都要優(yōu)于英特爾的至強(qiáng)鉑金8180處理器。

在發(fā)布會(huì)上，微軟等潛在客戶紛紛登臺(tái)表達(dá)了對(duì)該產(chǎn)品的興趣。但后來博通提出以1030億美元強(qiáng)勢(shì)收購高通后，危機(jī)之中的高通首席執(zhí)行官史蒂夫·莫倫科夫（Steve Mollenkopf）在電話會(huì)議上表示高通專注于削減“非核心業(yè)務(wù)”領(lǐng)域的支出。再加上，Intel本身在服務(wù)器領(lǐng)域市占率超過90%以上，以及此時(shí)整個(gè)Arm的生態(tài)和軟件羽翼未豐，高通在Arm服務(wù)器芯片市場(chǎng)雖未明確表示退出，但后續(xù)沒有太多新的進(jìn)展。

根據(jù)外媒報(bào)道，高通打算重返A(chǔ)rm服務(wù)器芯片市場(chǎng)，目前高通正在為一款新產(chǎn)品尋找客戶，該產(chǎn)品是2021年初高通收購芯片初創(chuàng)公司Nuvia后推出的。作為最大的服務(wù)器芯片買家之一，亞馬遜旗下云解決方案提供商AWS已經(jīng)在考慮研究高通公司的產(chǎn)品。不過目前高通與Arm因?yàn)閷＠麊栴}，正在對(duì)簿公堂。

在過去兩年多時(shí)間，由于疫情影響，在線辦公的大規(guī)模鋪開，加之5G手機(jī)滲透率的持續(xù)提升，高通的營收持續(xù)走高，2021年高通營收達(dá)到335.66億美元，同比增長43%，凈利潤為90億美元，同比增長74%。

進(jìn)入今年后，由于消費(fèi)需求下行的壓力，消費(fèi)電子與智能手機(jī)景氣度也在下行，這直接影響了手機(jī)廠商的出貨量，以及手機(jī)芯片的出貨量。根據(jù)TrendForce集邦咨詢?cè)?月份的預(yù)測(cè)，2022年智能手機(jī)生產(chǎn)量預(yù)測(cè)再調(diào)降至13.33億支，不排除后續(xù)仍有下調(diào)空間。

根據(jù)高通最新的營收數(shù)據(jù)顯示，其第三財(cái)季的營收為109.28億美元，同增37%，凈利潤為37.3億美元，同增84%，來自手機(jī)芯片的營收為61.49億美元，同增59%。雖然本財(cái)季的營收情況樂觀，但對(duì)于下一財(cái)季的預(yù)測(cè)中，高通表示手機(jī)業(yè)務(wù)營收可能出現(xiàn)趨緩，其中的原因一方面來自換機(jī)需求減少，再加上等待新款處理器的過渡階段，以及俄烏沖突導(dǎo)致的智能手機(jī)品牌終止向俄羅斯出貨等。

圖片來源：全球半導(dǎo)體觀察制表

智能手機(jī)增長陷入停滯狀態(tài)，對(duì)于高通來說，需要一個(gè)新的增長引擎，而服務(wù)器市場(chǎng)是個(gè)機(jī)遇，尤其是在最近幾年，服務(wù)器市場(chǎng)正在發(fā)生著改變。

根據(jù)TrendForce集邦咨詢的研究數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計(jì)第三季全球服務(wù)器整機(jī)出貨量仍有季增6.5%的幅度，主要受疫后企業(yè)加速上云的需求動(dòng)能持續(xù)支撐，預(yù)計(jì)整個(gè)全年服務(wù)器整機(jī)出貨量將成長5.1%。

具體到不同的架構(gòu)，TrendForce集邦咨詢預(yù)計(jì)到2025年服務(wù)器市場(chǎng)Arm架構(gòu)處理器滲透率將達(dá)到22%。

主要原因有三點(diǎn)，其一，得以支持?jǐn)?shù)據(jù)中心多元且變化快速之工作負(fù)載，具備較佳的擴(kuò)展性與性價(jià)比。其二，對(duì)于不同的利基型市場(chǎng)提供更高的客制化，生態(tài)系統(tǒng)也更為彈性。其三，體積相對(duì)較小，符合現(xiàn)今微型數(shù)據(jù)中心的需求。

作為全球最大的云基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)商，AWS在過去一年中部署的基于Arm架構(gòu)的服務(wù)器占比達(dá)到15%，預(yù)計(jì)2022年這一占比將超過20%。

國內(nèi)的服務(wù)器芯片正在迎來快速發(fā)展，其中x86陣營中，海光信息的服務(wù)器芯片已經(jīng)大規(guī)模商用，而Arm架構(gòu)的服務(wù)器芯片也已經(jīng)卓有成效。

在Arm服務(wù)器芯片領(lǐng)域，目前國內(nèi)主要的參與者有華為、飛騰與阿里。作為國內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)龍頭，華為在2019年1月發(fā)布了鯤鵬920處理器，該芯片兼容Arm架構(gòu)，采用7nm工藝制造，可以支持32/48/64個(gè)內(nèi)核，主頻可達(dá)2.6GHz，支持8通道DDR4、PCIe4.0和100GRoCE網(wǎng)絡(luò)。

目前華為的鯤鵬芯片已經(jīng)被用于銀行與運(yùn)營商所采購的服務(wù)器之中，以今年2月中國移動(dòng)的服務(wù)器招標(biāo)為例，其中基于華為鯤鵬服務(wù)器芯片的6大設(shè)備商中標(biāo)金額為16.5億元。此外，搭載鯤鵬920芯片的服務(wù)器也進(jìn)入了中國電信的中標(biāo)名單。

阿里也在去年發(fā)布了一款基于Arm的服務(wù)器芯片“倚天710”，該芯片是由臺(tái)積電5nm工藝技術(shù)打造的服務(wù)器芯片，號(hào)稱業(yè)界性能最強(qiáng)的Arm 服務(wù)器芯片，性能超過業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)至少 20%、能效比提升 50% 以上，不過該款芯片目前不對(duì)為出售，主要是阿里云自用。

除了華為與阿里之外，飛騰也積極布局Arm服務(wù)器芯片市場(chǎng)。與華為一樣，飛騰獲得了Arm v8永久授權(quán)，并推出了“騰云S系列”，該系列是面向高性能服務(wù)器產(chǎn)品領(lǐng)域，為服務(wù)器和數(shù)據(jù)中心應(yīng)用提供強(qiáng)算力、高并發(fā)的計(jì)算能力。其2016年就發(fā)布了FT-2000/64高性能服務(wù)器CPU，2020年7月，飛騰再次發(fā)布飛騰騰云S 2500新一代高性能、可擴(kuò)展多路服務(wù)器CPU。

以目前的趨勢(shì)來看，隨著全球數(shù)據(jù)量的上升，服務(wù)器賽道會(huì)越來越火，x86雖然性能與生態(tài)都很出眾，但x86的專利主要還是掌握在Intel和AMD兩家企業(yè)手中，兩家企業(yè)開始對(duì)外授權(quán)，但其授權(quán)力度與Arm不可同日而語。

如今，Arm陣營中，越來越多的企業(yè)開始涉足服務(wù)器市場(chǎng)，底層設(shè)計(jì)與生態(tài)正在有條不紊的建立之中，近幾年取得了一定的市場(chǎng)份額，在整體市場(chǎng)快速增長之下，不排除會(huì)有更多的企業(yè)投入進(jìn)來。