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博客專(zhuān)欄

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打入BAT字節數據中心!這家創(chuàng )企硬剛英特爾,5nm芯片已送樣

發(fā)布人:芯東西 時(shí)間:2022-06-10 來(lái)源:工程師 發(fā)布文章
芯片創(chuàng )業(yè)女中豪杰,英特爾28年老將,即將沖刺IPO。

作者 |  ZeR0
編輯 |  漠影在近五年的CPU創(chuàng )業(yè)潮中,Ampere Computing無(wú)疑是最為風(fēng)生水起的創(chuàng )業(yè)公司之一。這家由英特爾前總裁詹睿妮在2018年創(chuàng )辦、全球最大數據庫巨頭甲骨文和最大半導體IP供應商Arm參投的芯片創(chuàng )企,正憑借基于A(yíng)rm的云原生服務(wù)器CPU,在云端數據中心市場(chǎng)跑馬圈地。今年4月11日,Ampere Computing(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“Ampere”)宣布已秘密申請在美國IPO,就在即將奔赴上市路的關(guān)卡,它又對外公布了最新戰略及產(chǎn)品路線(xiàn)圖:80核和128核服務(wù)器CPU已交付客戶(hù),今年即將推出的AmpereOne新品采用5nm工藝,基于自研核心,支持PCIe 5.0和DDR5,已處于向客戶(hù)送樣階段。

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▲詹睿妮展示AmpereOne芯片

盡管過(guò)去一年全球性事件頻發(fā)、供應鏈面臨挑戰、疫情影響反復,Ampere在順利實(shí)現產(chǎn)品交付的同時(shí),還將團隊規模擴大了1倍。 如今,其客戶(hù)陣容囊括微軟Azure、甲骨文、百度、騰訊云、字節跳動(dòng)、阿里云、京東云、金山云、美團、網(wǎng)易、優(yōu)刻得等知名互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)及云計算大廠(chǎng),已有40多個(gè)服務(wù)器平臺支持其Altra系列處理器,全球7大超大規模數據中心均在部署Ampere的產(chǎn)品。這家年僅4歲的創(chuàng )企,如何做到在巨頭把守的服務(wù)器CPU領(lǐng)域異軍突起,成為與英特爾在數據中心市場(chǎng)對決的Arm生態(tài)陣營(yíng)核心玩家?復盤(pán)其發(fā)展之路,或許能為我國方興未艾的Arm CPU創(chuàng )業(yè)潮帶來(lái)些許啟示。本文福利:ARM在PC、數據中心、汽車(chē)等多領(lǐng)域加速應用,眾多科技巨頭參與,共同拓展ARM在PC和數據中心的應用。推薦精品報告《ARM行業(yè)重點(diǎn)跟蹤可在公眾號聊天欄回復關(guān)鍵詞芯東西207】獲取。
01.前英特爾最具權勢的女高管創(chuàng )辦核心研發(fā)團隊大牛輩出


如果盤(pán)點(diǎn)全球芯片界女中豪杰,必然少不了詹睿妮(Renee James)的名字。詹睿妮本碩畢業(yè)于美國俄勒岡大學(xué),在VMware做過(guò)7年獨立總監兼審計委員會(huì )成員,隨后于1987年加入英特爾,并為其效力長(cháng)達28年。她曾是硅谷傳奇領(lǐng)導者、英特爾前CEO安迪·格魯夫(Andy Grove)的技術(shù)助理,被稱(chēng)作“將軟件放在英特爾地圖上的人”,在她的帶領(lǐng)下,英特爾完成了兩宗重要的軟件公司收購:2009年以8.84億美元收購嵌入式軟件供應商風(fēng)河,2010年以76億美元收購安全軟件公司McAfee。

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▲詹睿妮

2013年中到2016年初,詹睿妮成為英特爾史上第一位女總裁,是當時(shí)的英特爾“二號人物”。在辭去英特爾總裁職務(wù)后,她轉而加入知名資產(chǎn)管理公司凱雷集團(Garlyle Group)。她的芯片創(chuàng )業(yè)旅程,亦是從凱雷集團開(kāi)始萌芽。這就要提到另一家美國老牌芯片公司Applied Micro Circuits,它成立于1979年,是最早做64位Arm服務(wù)器處理器的公司之一。該公司在2017年初被美國模擬射頻、微波和光學(xué)半導體產(chǎn)品供應商MACOM收購。隨后在同年10月,MACOM同意將其“X-Gene”ARMv8 64位芯片服務(wù)器技術(shù)出售給凱雷集團支持的初創(chuàng )公司Project Denver Holdings。

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▲Appied Micro歷史產(chǎn)品路線(xiàn)圖

這個(gè)業(yè)務(wù)后來(lái)便以Ampere Computing的身份重啟,由詹睿妮擔任新公司的董事長(cháng)兼CEO。據說(shuō),Applied Micro的300人開(kāi)發(fā)團隊基本上都加入了這家新公司。2018年創(chuàng )立后,Ampere快速啟航,運營(yíng)頭一年,團隊就擴張至400人,并發(fā)布了其第一款16nm服務(wù)器CPU芯片。

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▲Ampere首款基于A(yíng)rm的服務(wù)器芯片

除了有詹睿妮坐鎮外,Ampere還吸引了許多聲名赫赫的芯片大牛加盟。比如,其首席架構師是在英特爾工作超30年、曾任英特爾產(chǎn)品架構總經(jīng)理和副總裁的Atiq Bajwa;其硬件工程執行副總裁是在英特爾工作26年、領(lǐng)導多代處理器開(kāi)發(fā)的Rohit Vidwans;其首席產(chǎn)品官是在英特爾工作15年、領(lǐng)導研發(fā)第5代至強的Jeff Wittich;還有前AMD芯片架構師Greg Favor任其高級研究員……此外,據說(shuō)詹睿妮與甲骨文聯(lián)合創(chuàng )始人兼CEO拉里·埃里森(Larry Ellison)是數十年的摯交,她從2015年起開(kāi)始任甲骨文董事。后來(lái)甲骨文入股Ampere,并在過(guò)去幾年投資了4.26億美元。甲骨文今年春季發(fā)布的第三財季報告顯示,它已持有Ampere約20%~50%的股份。Applied Micro的技術(shù)積累,凱雷集團和甲骨文的資金支持,成為托著(zhù)Ampere快速沖進(jìn)服務(wù)器芯片核心戰場(chǎng)的最初底氣。不過(guò),Ampere能在強手如林的CPU賽道快速闖出聲名,靠得遠不僅僅是這些。
02.極度專(zhuān)注,為云而生


“正如安迪·格魯夫常說(shuō)的,如果你不喜歡****,你就不該參與這個(gè)行業(yè)?!?/span>在接受外媒專(zhuān)訪(fǎng)時(shí),詹睿妮對自己選擇的服務(wù)器CPU創(chuàng )業(yè)方向態(tài)度堅定。據悉,格魯夫去世前,曾鼓勵詹睿妮追尋芯片創(chuàng )業(yè)的夢(mèng)想,并告誡她:“這是一項非常艱巨的工作?!?/span>詹睿妮選擇冒險的賽道,直面與老東家英特爾的競爭。在數據中心領(lǐng)域,英特爾x86處理器獨領(lǐng)風(fēng)騷,占據了超過(guò)90%的服務(wù)器芯片市場(chǎng),就連英特爾的老對手AMD都很難從中分走多少杯羹。而在智能終端領(lǐng)域呼風(fēng)喚雨的Arm架構,卻在數據中心市場(chǎng)長(cháng)期碰壁。大約十年前,高通、SeaMicro、Calxeda、AMD、Applied Micro等公司均曾試圖基于A(yíng)rm架構設計芯片,向數據中心市場(chǎng)發(fā)起進(jìn)攻。但結果幾乎是慘?。汉髞?lái)高通數據中心業(yè)務(wù)被邊緣化,SeaMicro被AMD以3.34億美元收購,AMD放棄Arm項目,Applied Micro被MACOM收購,Calxeda耗盡現金流破產(chǎn)……有這些令人多少有些沮喪的案例在前,詹睿妮和Ampere團隊的信心究竟來(lái)自何處?答案是:為云而生。英特爾曾憑PC處理器登上全球芯片圈頂峰,此后業(yè)務(wù)愈發(fā)多元化,近年來(lái)其轉型的焦點(diǎn),也一直放在如何增強多個(gè)不同市場(chǎng)的能力。但Ampere只想做好一件事——推出專(zhuān)為云設計的處理器級解決方案。

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在A(yíng)mpere Computing首席產(chǎn)品官Jeff Wittich看來(lái),傳統x86處理器的設計初衷并非面向云端業(yè)務(wù),這成為其一大劣勢,過(guò)去數十年,盡管x86處理器被廣泛用在數據中心,但這是因為彼時(shí)除了x86沒(méi)有更好的選擇。相比之下,Ampere云原生處理器有更多優(yōu)勢,比如極強的抗干擾性,同時(shí)其高核數支持較高的可擴展性,無(wú)論從安全性還是性能的角度,客戶(hù)都可以放心地進(jìn)行擴展,無(wú)需擔心隨著(zhù)工作負載數量、壓力的增加而導致性能的下降。高性能、高能效、高可擴展性、高性?xún)r(jià)比、軟件兼容性、以云為中心的安全性,是Ampere沖向云端的殺手锏。過(guò)去兩年,Ampere先后推出80核云原生處理器Ampere Altra及128核Ampere Altra Max。這些處理器的高性能單線(xiàn)程內核,加上最大核心數和最低功耗,實(shí)現了在整個(gè)云環(huán)境下可運行所有通用工作負載的領(lǐng)先性能。

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作為一家無(wú)晶圓廠(chǎng)芯片設計公司,Arm和臺積電可以說(shuō)是Ampere的左膀右臂,前者為其歷代處理器提供專(zhuān)為數據中心設計的Arm Neoverse系列IP核,后者則為其提供先進(jìn)的芯片制造工藝。同時(shí),Ampere為其云原生處理器的每個(gè)核心提供大容量低延遲的專(zhuān)用緩存,并借助智能高帶寬Mesh互聯(lián)結構,將所有高性能核連在一起;還采用先進(jìn)的DDR和PCIe技術(shù)設計,以實(shí)現最大容量、擴展內存和I/O帶寬。為了保證廣泛的適配性和高性能,Jeff Wittich說(shuō):“我們每天有超過(guò)130種應用在網(wǎng)站上進(jìn)行回歸測試,包括一些開(kāi)源的軟件和應用,并會(huì )針對測試相關(guān)情況進(jìn)行及時(shí)的代碼更新?!?/span>根據其測試結果,Ampere Altra Max在原始性能和能效上已經(jīng)超過(guò)當時(shí)市場(chǎng)上最優(yōu)的x86處理器英特爾Ice Lake和AMD Milan。

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此外,據Jeff Wittich介紹,從Web服務(wù)、數據庫、緩存解決方案,再到視頻編碼乃至AI推理,Ampere處理器在性能上超越傳統x86處理器3倍之多,在性能功耗比上領(lǐng)先近4倍。就可持續發(fā)展而言,Ampere的解決方案也更加綠色環(huán)保,能做到以傳統x86處理器大約50%的能耗,實(shí)現其200%的性能。

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其設計優(yōu)化了能耗和面積,據悉單核功耗比傳統CPU低67%以上?;诟吣苄У奶卣?,Ampere云原生處理器也得以開(kāi)拓一些新興領(lǐng)域,如進(jìn)入通用集團旗下Cruise的自動(dòng)駕駛汽車(chē)。接下來(lái),Ampere即將推出基于自研核的新一代5nm服務(wù)器處理器AmpereOne,這款新品已經(jīng)送樣。它同樣以Arm指令集架構為基礎的,能夠完美地與其現有云原生處理器互相兼容。除了AmpereOne外,Ampere還有三款具有內部代號和定義的產(chǎn)品已在籌備中,它們大概率將內置更多的核心,預計將在未來(lái)三年陸續亮相。

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▲外媒The Next Platform根據Ampere此前公布信息所繪制的產(chǎn)品路線(xiàn)圖預測


03.戰火重燃,Arm在數據中心野蠻生長(cháng)


盡管曾遭遇慘重的滑鐵盧,但如今,蓬勃生長(cháng)的云端數據中心和高性能計算業(yè)務(wù),再度成為Arm及其生態(tài)伙伴眼饞的蛋糕。有英特爾x86處理器珠玉在前,Arm多年來(lái)始終難以在數據中心和PC市場(chǎng)有所突圍,但近年來(lái)隨著(zhù)Arm推出更有競爭力的服務(wù)器CPU核產(chǎn)品,以及一些頭部終端企業(yè)陸續引入基于A(yíng)rm架構的芯片,Arm生態(tài)陣營(yíng)風(fēng)頭漸盛。當前,Arm面向服務(wù)器領(lǐng)域的Neoverse平臺已有V、N、E三大產(chǎn)品線(xiàn),分別主打高性能、高可擴展性、高能效。這些IP核已經(jīng)隨著(zhù)其生態(tài)伙伴的芯片產(chǎn)品進(jìn)入各大云端數據中心集群。

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▲Arm Neoverse平臺路線(xiàn)圖

市場(chǎng)調研機構TrendForce今年3月發(fā)布的研究顯示,預計到2025年,Arm架構在數據中心服務(wù)器滲透率將達到22%。據其分析,基于A(yíng)rm的處理器有三個(gè)主要優(yōu)勢:1)支持多樣化和快速變化的工作負載,更具可擴展性和成本效益;2)為不同的利基市場(chǎng)提供更高的定制,生態(tài)系統更靈活;3)物理足跡相對較小,滿(mǎn)足了當今微數據中心的需求。基于A(yíng)rm架構,AWS、華為、阿里等國內外云計算巨頭已經(jīng)陸續打造了自研Arm服務(wù)器CPU,據傳微軟Azure也在推進(jìn)Arm服務(wù)器芯片研發(fā)工作。這些巨頭企業(yè)更多是出于自用的目的。目前采用Arm處理器的云服務(wù)提供商中,以AWS為首的Graviton處理器最具市場(chǎng)規模。2022年4月,AWS在一次直播中透露,AWS的虛機實(shí)例中約有1/4運行于其Arm架構服務(wù)器上。

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▲云平臺正引入基于A(yíng)rm Neoverse的服務(wù)器

但可以看到,即便是已經(jīng)推出三代服務(wù)器CPU的AWS,也沒(méi)有因此不再采購英特爾等獨立芯片商的處理器。放眼望去,還有很多不具備自研芯片能力的云服務(wù)提供商及運營(yíng)商正在積極建設數據中心,這將進(jìn)一步推動(dòng)Arm處理器的滲透。此外,全球GPU和AI計算霸主英偉達正在大力推進(jìn)其自研Arm服務(wù)器芯片Grace在A(yíng)I及高性能計算領(lǐng)域的落地。對于A(yíng)mpere來(lái)說(shuō),這個(gè)險些收購Arm并擁有龐大數據中心生態(tài)資源的芯片巨頭,或許將是更加難纏的對手。

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▲英偉達面向AI和高性能計算打造的CPU超級芯片

在國內,2014年8月成立的國產(chǎn)通用CPU企業(yè)天津飛騰,經(jīng)過(guò)近8年產(chǎn)業(yè)化征途,其基于A(yíng)rm架構的CPU產(chǎn)品已進(jìn)入高性能服務(wù)器。與此同時(shí),新一波Arm創(chuàng )業(yè)潮正在涌現。過(guò)去兩年,國內出現多家基于A(yíng)rm架構的CPU創(chuàng )企,其中遇賢微電子、啟靈芯、鴻鈞微電子等都在研發(fā)服務(wù)器CPU。深圳遇賢微電子成立于2020年10月,創(chuàng )始人羅勇是前兆芯副總經(jīng)理,擁有30年芯片從業(yè)經(jīng)驗,其4nm高端服務(wù)器CPU集成了160個(gè)Armv9 N2內核,主頻超過(guò)3.6GHz。去年10月,該公司獲得超億元天使輪投資,由創(chuàng )新工場(chǎng)領(lǐng)投。杭州鴻鈞微電子成立于2021年8月,其CEO沈榮曾在英特爾工作20年,后任浪潮信息副總裁、服務(wù)器產(chǎn)品線(xiàn)總經(jīng)理;其CTO Daniel Chen曾任海思首席CPU架構師、阿里平頭哥SoC研發(fā)總監。今年5月31日,這家創(chuàng )企宣布完成近8億元天使輪與Pre-A輪融資,由華登國際、高瓴創(chuàng )投、鼎暉VGC(創(chuàng )新與成長(cháng)基金)聯(lián)合領(lǐng)投。珠海啟靈芯在2021年下半年成立,其核心技術(shù)人員林葳來(lái)自阿里平頭哥美研,曾參與英特爾安騰處理器、華為海思麒麟CPU的開(kāi)發(fā)。今年5月,該公司獲6億元A輪融資,光速中國參投。據全球綜合數據資料庫Statista預測,2028年,Arm處理器在數據中心/云的市場(chǎng)規模預計將達到580億美元,是2019年的14倍之多,市場(chǎng)份額也將從2019年的5%增長(cháng)到25%。

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▲面向各細分市場(chǎng),Arm在2019年所占市場(chǎng)份額與其2028年預計獲得的市場(chǎng)份額(來(lái)源:Statista)

總體來(lái)看,服務(wù)器芯片市場(chǎng)正愈發(fā)熱鬧。
04.結語(yǔ):兩大生態(tài)陣營(yíng)激烈對決數據中心芯片戰事升溫


Ampere已經(jīng)成長(cháng)為商用Arm服務(wù)器處理器供應商賽道的佼佼者,但如果它想與英特爾、AMD進(jìn)一步較量,必然需要引入更多資源投資,以確保永無(wú)止境的研發(fā)創(chuàng )新。2021年,英特爾數據中心業(yè)務(wù)實(shí)現了158億美元的銷(xiāo)售額,AMD企業(yè)、嵌入式和半定制部門(mén)帶來(lái)了近71億美元的營(yíng)收。相比之下,Ampere等新興Arm服務(wù)器芯片供應商的收入,還不夠撐起他們長(cháng)遠爭奪地盤(pán)的雄心,因此Ampere選擇走向上市也是情理之中。從Ampere近期的一些足跡來(lái)看,它還通過(guò)收購、合作等形式快速補強自身的能力,包括去年8月收購AI創(chuàng )企OnSpecta以?xún)?yōu)化自家產(chǎn)品的AI推理加速功能,今年2月與Rigetti Computing公司合作基于A(yíng)mpere Altra Max處理器和Rigetti量子處理單元研發(fā)混合量子經(jīng)典計算機等等。該公司也在推進(jìn)Ampere Developer Program開(kāi)發(fā)者計劃,以持續擴張其生態(tài)系統,并向軟件開(kāi)發(fā)者和優(yōu)化者提供更好的服務(wù)支持。考慮到x86處理器體系強大的生態(tài)壁壘,在云端數據中心市場(chǎng),以Ampere為代表的Arm服務(wù)器芯片設計公司們,仍有較長(cháng)的一段路要走。無(wú)論如何,更多Arm芯片創(chuàng )業(yè)者的涌入,正令圍繞云端數據中心計算平臺的競爭變得更加有趣。


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