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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(shí)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?jiān)诿绹鳬PO,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: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(shí)現(xiàn)產(chǎn)品交付的同時(shí),還將團(tuán)隊(duì)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(dòng)、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(jì)算大廠,已有40多個(gè)服務(wù)器平臺(tái)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(bào)告《ARM行業(yè)重點(diǎn)跟蹤可在公眾號(hào)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(duì)大牛輩出


如果盤點(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7年獨(dú)立總監(jiān)兼審計(jì)委員會(huì)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(shí)的英特爾“二號(hào)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(gè)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(duì)基本上都加入了這家新公司。2018年創(chuàng)立后,Ampere快速啟航,運(yùn)營頭一年,團(tuán)隊(duì)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(qiáng)的Jeff Wittich;還有前AMD芯片架構(gòu)師Greg Favor任其高級(jí)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(cái)季報(bào)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?zèng)_進(jìn)服務(wù)器芯片核心戰(zhàn)場的最初底氣。不過,Ampere能在強(qiáng)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(gè)行業(yè)?!?/span>在接受外媒專訪時(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(jiān)定。據(jù)悉,格魯夫去世前,曾鼓勵(lì)詹睿妮追尋芯片創(chuàng)業(yè)的夢想,并告誡她:“這是一項(xiàng)非常艱巨的工作。”詹睿妮選擇冒險(xiǎn)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(dú)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(jì)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(xiàng)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(duì)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(diǎn),也一直放在如何增強(qiáng)多個(gè)不同市場的能力。但Ampere只想做好一件事——推出專為云設(shè)計(jì)的處理器級(jí)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(jì)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?yàn)楸藭r(shí)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(qiáng)的抗干擾性,同時(shí)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(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(shí)現(xiàn)了在整個(gè)云環(huán)境下可運(yùn)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(jì)公司,Arm和臺(tái)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(jì)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(jì),以實(shí)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(huì)針對測試相關(guān)情況進(jìn)行及時(shí)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(shí)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(shí)現(xiàn)其200%的性能。

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其設(shè)計(jì)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?;诟吣苄У奶卣鳎珹mpere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(dòng)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(hào)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(jì)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(jì)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(tái)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(tái)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(jì)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(gè)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(jì)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(shí)例中約有1/4運(yùn)行于其Arm架構(gòu)服務(wù)器上

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▲云平臺(tái)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(dú)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(yùn)營商正在積極建設(shè)數(shù)據(jù)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(jì)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(jì)算領(lǐng)域的落地。對于Ampere來說,這個(gè)險(xiǎn)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(jì)算打造的CPU超級(jí)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(shí),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(yàn),其4nm高端服務(wù)器CPU集成了160個(gè)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,2028年,Arm處理器在數(shù)據(jù)中心/云的市場規(guī)模預(yù)計(jì)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(jì)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(shí)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(bǔ)強(qiáng)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(jì)算機(jī)等等。該公司也在推進(jìn)Ampere Developer Program開發(fā)者計(jì)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(qiáng)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(jì)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(jì)算平臺(tái)的競爭變得更加有趣。


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