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打入BAT字節(jié)數(shù)據(jù)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 時間：2022-06-10 來源：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(shù)據(jù)庫巨頭甲骨文和最大半導(dǎo)體IP供應(yīng)商Arm參投的芯片創(chuàng)企，正憑借基于Arm的云原生服務(wù)器CPU，在云端數(shù)據(jù)中心市場跑馬圈地。今年4月11日，Ampere Computing（以下簡稱“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(zhàn)略及產(chǎn)品路線圖：其80核和128核服務(wù)器CPU已交付客戶，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，已處于向客戶送樣階段。

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▲詹睿妮展示AmpereOne芯片

盡管過去一年全球性事件頻發(fā)、供應(yīng)鏈面臨挑戰(zhàn)、疫情影響反復(fù)，Ampere在順利實現(xiàn)產(chǎn)品交付的同時，還將團(tuán)隊規(guī)模擴(kuò)大了1倍。 如今，其客戶陣容囊括微軟Azure、甲骨文、百度、騰訊云、字節(jié)跳動、阿里云、京東云、金山云、美團(tuán)、網(wǎng)易、優(yōu)刻得等知名互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)及云計算大廠，已有40多個服務(wù)器平臺支持其Altra系列處理器，全球7大超大規(guī)模數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)中心市場對決的Arm生態(tài)陣營核心玩家？復(fù)盤其發(fā)展之路，或許能為我國方興未艾的Arm CPU創(chuàng)業(yè)潮帶來些許啟示。本文福利：ARM在PC、數(shù)據(jù)中心、汽車等多領(lǐng)域加速應(yīng)用，眾多科技巨頭參與，共同拓展ARM在PC和數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用。推薦精品報告《ARM行業(yè)重點跟蹤》可在公眾號聊天欄回復(fù)關(guān)鍵詞【芯東西207】獲取。
01.前英特爾最具權(quán)勢的女高管創(chuàng)辦核心研發(fā)團(tuán)隊大牛輩出


如果盤點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7年獨立總監(jiān)兼審計委員會成員，隨后于1987年加入英特爾，并為其效力長達(dá)28年。她曾是硅谷傳奇領(lǐng)導(dǎo)者、英特爾前CEO安迪·格魯夫（Andy Grove）的技術(shù)助理，被稱作“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(yīng)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(dāng)時的英特爾“二號人物”。在辭去英特爾總裁職務(wù)后，她轉(zhuǎn)而加入知名資產(chǎn)管理公司凱雷集團(tuán)（Garlyle Group）。她的芯片創(chuàng)業(yè)旅程，亦是從凱雷集團(tuán)開始萌芽。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(dǎo)體產(chǎn)品供應(yīng)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(tuán)支持的初創(chuàng)公司Project Denver Holdings。

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▲Appied Micro歷史產(chǎn)品路線圖

這個業(yè)務(wù)后來便以Ampere Computing的身份重啟，由詹睿妮擔(dān)任新公司的董事長兼CEO。據(jù)說，Applied Micro的300人開發(fā)團(tuán)隊基本上都加入了這家新公司。2018年創(chuàng)立后，Ampere快速啟航，運營頭一年，團(tuán)隊就擴(kuò)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Arm的服務(wù)器芯片

除了有詹睿妮坐鎮(zhèn)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(gòu)師是在英特爾工作超30年、曾任英特爾產(chǎn)品架構(gòu)總經(jīng)理和副總裁的Atiq Bajwa；其硬件工程執(zhí)行副總裁是在英特爾工作26年、領(lǐng)導(dǎo)多代處理器開發(fā)的Rohit Vidwans；其首席產(chǎn)品官是在英特爾工作15年、領(lǐng)導(dǎo)研發(fā)第5代至強的Jeff Wittich；還有前AMD芯片架構(gòu)師Greg Favor任其高級研究員……此外，據(jù)說詹睿妮與甲骨文聯(lián)合創(chuàng)始人兼CEO拉里·埃里森（Larry Ellison）是數(shù)十年的摯交，她從2015年起開始任甲骨文董事。后來甲骨文入股Ampere，并在過去幾年投資了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(tuán)和甲骨文的資金支持，成為托著Ampere快速沖進(jìn)服務(wù)器芯片核心戰(zhàn)場的最初底氣。不過，Ampere能在強手如林的CPU賽道快速闖出聲名，靠得遠(yuǎn)不僅僅是這些。
02.極度專注，為云而生


“正如安迪·格魯夫常說的，如果你不喜歡****，你就不該參與這個行業(yè)?！?/span>在接受外媒專訪時，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(jù)悉，格魯夫去世前，曾鼓勵詹睿妮追尋芯片創(chuàng)業(yè)的夢想，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(shù)據(jù)中心領(lǐng)域，英特爾x86處理器獨領(lǐng)風(fēng)騷，占據(jù)了超過90%的服務(wù)器芯片市場，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(gòu)，卻在數(shù)據(jù)中心市場長期碰壁。大約十年前，高通、SeaMicro、Calxeda、AMD、Applied Micro等公司均曾試圖基于Arm架構(gòu)設(shè)計芯片，向數(shù)據(jù)中心市場發(fā)起進(jìn)攻。但結(jié)果幾乎是慘?。汉髞砀咄〝?shù)據(jù)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(xiàn)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(tuán)隊的信心究竟來自何處？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，近年來其轉(zhuǎn)型的焦點，也一直放在如何增強多個不同市場的能力。但Ampere只想做好一件事——推出專為云設(shè)計的處理器級解決方案。

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在Ampere Computing首席產(chǎn)品官Jeff Wittich看來，傳統(tǒng)x86處理器的設(shè)計初衷并非面向云端業(yè)務(wù)，這成為其一大劣勢，過去數(shù)十年，盡管x86處理器被廣泛用在數(shù)據(jù)中心，但這是因為彼時除了x86沒有更好的選擇。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，同時其高核數(shù)支持較高的可擴(kuò)展性，無論從安全性還是性能的角度，客戶都可以放心地進(jìn)行擴(kuò)展，無需擔(dān)心隨著工作負(fù)載數(shù)量、壓力的增加而導(dǎo)致性能的下降。高性能、高能效、高可擴(kuò)展性、高性價比、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程內(nèi)核，加上最大核心數(shù)和最低功耗，實現(xiàn)了在整個云環(huán)境下可運行所有通用工作負(fù)載的領(lǐng)先性能。

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作為一家無晶圓廠芯片設(shè)計公司，Arm和臺積電可以說是Ampere的左膀右臂，前者為其歷代處理器提供專為數(shù)據(jù)中心設(shè)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，Ampere為其云原生處理器的每個核心提供大容量低延遲的專用緩存，并借助智能高帶寬Mesh互聯(lián)結(jié)構(gòu)，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(shè)計，以實現(xiàn)最大容量、擴(kuò)展內(nèi)存和I/O帶寬。為了保證廣泛的適配性和高性能，Jeff Wittich說：“我們每天有超過130種應(yīng)用在網(wǎng)站上進(jìn)行回歸測試，包括一些開源的軟件和應(yīng)用，并會針對測試相關(guān)情況進(jìn)行及時的代碼更新?！?/span>根據(jù)其測試結(jié)果，Ampere Altra Max在原始性能和能效上已經(jīng)超過當(dāng)時市場上最優(yōu)的x86處理器英特爾Ice Lake和AMD Milan。

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此外，據(jù)Jeff Wittich介紹，從Web服務(wù)、數(shù)據(jù)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(tǒng)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(xù)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(tǒng)x86處理器大約50%的能耗，實現(xiàn)其200%的性能。

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其設(shè)計優(yōu)化了能耗和面積，據(jù)悉單核功耗比傳統(tǒng)CPU低67%以上。基于高能效的特征，Ampere云原生處理器也得以開拓一些新興領(lǐng)域，如進(jìn)入通用集團(tuán)旗下Cruise的自動駕駛汽車。接下來，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(gòu)為基礎(chǔ)的，能夠完美地與其現(xiàn)有云原生處理器互相兼容。除了AmpereOne外，Ampere還有三款具有內(nèi)部代號和定義的產(chǎn)品已在籌備中，它們大概率將內(nèi)置更多的核心，預(yù)計將在未來三年陸續(xù)亮相。

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▲外媒The Next Platform根據(jù)Ampere此前公布信息所繪制的產(chǎn)品路線圖預(yù)測


03.戰(zhàn)火重燃，Arm在數(shù)據(jù)中心野蠻生長


盡管曾遭遇慘重的滑鐵盧，但如今，蓬勃生長的云端數(shù)據(jù)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多年來始終難以在數(shù)據(jù)中心和PC市場有所突圍，但近年來隨著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(xù)引入基于Arm架構(gòu)的芯片，Arm生態(tài)陣營風(fēng)頭漸盛。當(dāng)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，分別主打高性能、高可擴(kuò)展性、高能效。這些IP核已經(jīng)隨著其生態(tài)伙伴的芯片產(chǎn)品進(jìn)入各大云端數(shù)據(jù)中心集群。

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▲Arm Neoverse平臺路線圖

市場調(diào)研機(jī)構(gòu)TrendForce今年3月發(fā)布的研究顯示，預(yù)計到2025年，Arm架構(gòu)在數(shù)據(jù)中心服務(wù)器滲透率將達(dá)到22%。據(jù)其分析，基于Arm的處理器有三個主要優(yōu)勢：1）支持多樣化和快速變化的工作負(fù)載，更具可擴(kuò)展性和成本效益；2）為不同的利基市場提供更高的定制，生態(tài)系統(tǒng)更靈活；3）物理足跡相對較小，滿足了當(dāng)今微數(shù)據(jù)中心的需求。基于Arm架構(gòu)，AWS、華為、阿里等國內(nèi)外云計算巨頭已經(jīng)陸續(xù)打造了自研Arm服務(wù)器CPU，據(jù)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處理器最具市場規(guī)模。2022年4月，AWS在一次直播中透露，AWS的虛機(jī)實例中約有1/4運行于其Arm架構(gòu)服務(wù)器上。

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▲云平臺正引入基于Arm 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)提供商及運營商正在積極建設(shè)數(shù)據(jù)中心，這將進(jìn)一步推動Arm處理器的滲透。此外，全球GPU和AI計算霸主英偉達(dá)正在大力推進(jìn)其自研Arm服務(wù)器芯片Grace在AI及高性能計算領(lǐng)域的落地。對于Ampere來說，這個險些收購Arm并擁有龐大數(shù)據(jù)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(dá)面向AI和高性能計算打造的CPU超級芯片

在國內(nèi)，2014年8月成立的國產(chǎn)通用CPU企業(yè)天津飛騰，經(jīng)過近8年產(chǎn)業(yè)化征途，其基于Arm架構(gòu)的CPU產(chǎn)品已進(jìn)入高性能服務(wù)器。與此同時，新一波Arm創(chuàng)業(yè)潮正在涌現(xiàn)。過去兩年，國內(nèi)出現(xiàn)多家基于Arm架構(gòu)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Armv9 N2內(nèi)核，主頻超過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)品線總經(jīng)理；其CTO Daniel Chen曾任海思首席CPU架構(gòu)師、阿里平頭哥SoC研發(fā)總監(jiān)。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的開發(fā)。今年5月，該公司獲6億元A輪融資，光速中國參投。據(jù)全球綜合數(shù)據(jù)資料庫Statista預(yù)測，到2028年，Arm處理器在數(shù)據(jù)中心/云的市場規(guī)模預(yù)計將達(dá)到580億美元，是2019年的14倍之多，市場份額也將從2019年的5%增長到25%。

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▲面向各細(xì)分市場，Arm在2019年所占市場份額與其2028年預(yù)計獲得的市場份額（來源：Statista）

總體來看，服務(wù)器芯片市場正愈發(fā)熱鬧。
04.結(jié)語：兩大生態(tài)陣營激烈對決數(shù)據(jù)中心芯片戰(zhàn)事升溫


Ampere已經(jīng)成長為商用Arm服務(wù)器處理器供應(yīng)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，以確保永無止境的研發(fā)創(chuàng)新。2021年，英特爾數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)實現(xiàn)了158億美元的銷售額，AMD企業(yè)、嵌入式和半定制部門帶來了近71億美元的營收。相比之下，Ampere等新興Arm服務(wù)器芯片供應(yīng)商的收入，還不夠撐起他們長遠(yuǎn)爭奪地盤的雄心，因此Ampere選擇走向上市也是情理之中。從Ampere近期的一些足跡來看，它還通過收購、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以優(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Ampere 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(jī)等等。該公司也在推進(jìn)Ampere Developer Program開發(fā)者計劃，以持續(xù)擴(kuò)張其生態(tài)系統(tǒng)，并向軟件開發(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(shù)據(jù)中心市場，以Ampere為代表的Arm服務(wù)器芯片設(shè)計公司們，仍有較長的一段路要走。無論如何，更多Arm芯片創(chuàng)業(yè)者的涌入，正令圍繞云端數(shù)據(jù)中心計算平臺的競爭變得更加有趣。

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