阿里平頭哥發(fā)布首顆5nm通用服務(wù)器芯片！基于ARMv9架構(gòu)，性能超業(yè)界標桿20%

大數(shù)據(jù)文摘出品

作者：Caleb

殺瘋了！

10月19日凌晨，蘋果剛剛拿出M1 Pro和M1 Max兩款芯片，幾個小時后剛開幕的云棲大會上，平頭哥芯片家族就再添一員猛將——倚天710。

和2019年的AI推理芯片含光800不同，倚天710是一顆通用服務(wù)器CPU芯片，采用了業(yè)界最先進的5nm工藝，單芯片容納高達600億晶體管。

在芯片架構(gòu)上，基于最新的ARMv9架構(gòu)，內(nèi)含128核CPU，主頻最高達到3.2GHz。在內(nèi)存和接口方面，集成了DDR5、PCIE5.0等技術(shù)，能有效提升芯片的傳輸速率，還可適配云的不同應(yīng)用場景。

官方介紹表示，該芯片是業(yè)界性能最強的ARM服務(wù)器芯片，性能超過業(yè)界標桿20%，能效比提升50%以上。

阿里云智能總裁、達摩院院長張建鋒表示：“基于阿里云‘一云多芯’和‘做深基礎(chǔ)’的商業(yè)策略，我們發(fā)布倚天710，希望滿足客戶多樣性的計算需求，這款芯片不出售，主要是阿里云自用。我們將繼續(xù)與英特爾、英偉達、AMD、ARM等合作伙伴保持密切合作，為客戶提供更多選擇?！?/p>

接下來，我們就更細致地看看這款倚天710。

第一顆采用5nm工藝的服務(wù)器芯片

我們都知道，芯片內(nèi)部是由大量晶體管組成的復(fù)雜電路，其中晶體管的柵極是最窄的線條，這個線條的寬度就代表了工藝的大小。工藝越小，單位面積所能容納的晶體管就越多，芯片的性能就越強，但數(shù)值越低，對技術(shù)的要求也越高。

而倚天710是第一顆采用5nm工藝的服務(wù)器芯片，采用了5nm工藝，容納了600億晶體管。

為此，倚天710采用很多領(lǐng)先技術(shù)，比如ARMv9、DDR5、PCIe5.0等，這些技術(shù)都是剛剛誕生不久，在研發(fā)過程中也做了深度定制，同時也引入了自研技術(shù)。

平頭哥從前端架構(gòu)設(shè)計到后端物理實現(xiàn)都是自研，因此研發(fā)既面臨著工藝和IP不成熟的困難，還要針對云場景的獨特要求做定制化設(shè)計，技術(shù)上保障性能、功耗的均衡。

在前端設(shè)計方面，為解決核數(shù)眾多條件下的帶寬瓶頸，平頭哥對于片上互聯(lián)作出特殊優(yōu)化，采用了新的流控算法，降低系統(tǒng)反壓，有效提升了系統(tǒng)效率和擴展性，使單核高性能有效地轉(zhuǎn)化為整個系統(tǒng)的高性能。

此外，通過新的系統(tǒng)地址到DRAM地址的轉(zhuǎn)換機制，支持安全、非安全隔離、多NUMA、異常通道隔離多種特性，同時DRAM讀寫效率大幅度提升；

在后端物理實現(xiàn)方面，研究人員調(diào)度多達30種不同EDA軟件、深度定制時鐘網(wǎng)絡(luò)和定制IP技術(shù)，此外平頭哥還采用了先進的多芯片堆疊技術(shù)，確保芯片性能、功耗的優(yōu)化。

從專用芯片走向通用芯片，倚天710的成功研發(fā)，也標志著平頭哥具備大型復(fù)雜芯片的研發(fā)設(shè)計能力。

對此，Arm基礎(chǔ)設(shè)施事業(yè)部全球副總裁鄒挺表示：“平頭哥在服務(wù)器處理器倚天710芯片的研發(fā)成果無疑是一項重大的里程碑，同時也驗證了Arm IP在基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的產(chǎn)品路線圖以及每瓦性能的優(yōu)勢。期待繼續(xù)與平頭哥和阿里巴巴在芯片設(shè)計、軟件應(yīng)用優(yōu)化以及生態(tài)孵化方面開展進一步深入的合作?！?/p>

平頭哥的自研芯片之路

平頭哥于2018年成立，過去三年已推出多款業(yè)界領(lǐng)先的芯片類產(chǎn)品，平頭哥表示，未來阿里還會繼續(xù)堅持投入芯片的研發(fā)。

其實從過去也不難看出，平頭哥的成功，都是有跡可循的。

2016 年，阿里投資軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）芯片公司Barefoot以及翱捷科技、寒武紀、中天微、恒玄科技等多家芯片公司。

2017年，阿里成立達摩院，組建了一支由半導(dǎo)體行業(yè)頂級專家組成的技術(shù)團隊。

2018年，阿里全資收購大陸唯一擁有自主嵌入式CPU IP core的中天微。也正是在同一年的云棲大會上，達摩院芯片研發(fā)團隊與中天微團隊合并，平頭哥半導(dǎo)體公司宣布成立。

2019年7月，平頭哥發(fā)布當時業(yè)界性能最強的RISC-V處理器玄鐵910。玄鐵910的發(fā)布意味著基于RISC-V架構(gòu)的高性能芯片成為可能，也讓芯片設(shè)計的門檻進一步降低，并為終端提供算力基礎(chǔ)設(shè)施。

同年的云棲大會上，平頭哥發(fā)布阿里第一顆芯片含光800，這是一顆針對場景深度定制的芯片，創(chuàng)造了性能和能效比的兩項第一。目前，含光800已規(guī)?；渴鹩诎⒗镌?，基于這顆自研芯片的阿里云為云上企業(yè)提供了差異化選擇，目前已應(yīng)用于搜索推薦、視頻直播等場景。

隨后便是在今年的云棲大會上，阿里推出首個通用服務(wù)器芯片倚天710，通用CPU的重要性和難度想必是不言而喻，哪怕是今天，具備這一技術(shù)能力的企業(yè)也寥寥可數(shù)。

在標準測試集SPECInt2017上，倚天710芯片的性能分數(shù)超過440，直接登頂芯片性能排行，甚至性能超過業(yè)界標桿20%，能效比提升50%以上。

據(jù)了解，此次發(fā)布的倚天710將在阿里云數(shù)據(jù)中心部署，并逐步服務(wù)云上企業(yè)。

隨著倚天710的發(fā)布，平頭哥已擁有處理器IP、AI芯片及通用芯片等產(chǎn)品家族。其中，玄鐵系列為AIoT終端芯片提供高性價比IP，AI芯片含光800通過阿里云為人工智能場景提供極致AI算力，通用服務(wù)器芯片倚天710則通過阿里云為云上客戶提供差異化的頂級算力。

同時，平頭哥也表示，將開源玄鐵RISC-V系列處理器。對此平頭哥說到，對于正在上升期的RISC-V架構(gòu)技術(shù)而言，只有更多的開發(fā)者和企業(yè)使用，才能共同推進生態(tài)進步，真正讓這一技術(shù)在芯片和操作系統(tǒng)等軟硬件層面實現(xiàn)繁榮，平頭哥也會從中受益。

同時，玄鐵RISC-V處理器系列開源，將持續(xù)提供技術(shù)和服務(wù)更新，幫助企業(yè)和開發(fā)者從開源中真正落地，走向商業(yè)成功，共同繁榮“云端一體”的AIoT生態(tài)。

阿里表示，希望能通過自研的強大技術(shù)平臺和生態(tài)系統(tǒng)能力，推動國產(chǎn)自主芯片的產(chǎn)業(yè)化落地。

希望這一天不會等得太久。