雲巨頭入局帶動 Arm架構服務器CPU未來10年增長超10倍

楊劍勇

優質科技領域創作者

文/楊劍勇

第三方調研機構IT BRAND PULSE最近發布關於服務器產品領導者的2021年IT專業人士投票結果，亞馬遜雲科技的Graviton處理器在市場、價格優勢、性能、可靠性和創新五個方面的投票都高居第一位。據了解，亞馬遜雲科技2018年底首次公開基於ARM架構處理Graviton的雲實例EC2 A1，對部分工作負載能耗降低高達45%。2019年底發布基於Arm架構的Graviton2處理器，相較x86同類產品計算容量提升4倍，性價比提升高達40%。

亞馬遜雲科技被評選為Arm服務器處理器領導者，兩年多時間就深深紮根到IT專業人士心中，著實讓人意外。目前，基於Graviton2處理器的EC2實例也正式在亞馬遜雲科技中國區域上線提供。需要指出的是，ARM作為全球領先的半導體知識產權（IP）提供商，全球智能手機和平板電腦幾乎都采用ARM架構，包括蘋果、高通等采用ARM構架來設計芯片。

在智能終端以外，ARM不斷延伸至物聯網、數據中心等領域，向傳統CPU英特爾領地發起進攻。特別在英偉達加持下，ARM生態不斷擴展，從雲端帶到邊緣、物聯網和超級計算在內的各個領域。包括英偉達推出了三款基於Arm IP構建的新處理器。其中，Grace是基於Arm架構，具有革命性數據中心CPU。基於Grace的系統與英偉達GPU緊密結合，性能將比目前最先進的NVIDIA DGX 系統（在 x86 CPU上運行）高出10倍，包括助力瑞士國家超級計算中心打造世界上性能最強的AI超級計算機。

與此同時，在PC、服務器市場，隨著ARM生態陣營不斷擴大，包括蘋果、華為、亞馬遜等廠商采用ARM設計芯片，對產業鏈影響深遠，其他品牌可能會加大ARM架構上發力。蘋果基於ARM設計M1芯片，作為一款低能耗芯片，帶來了Mac一次重大飛躍。在今年春季發布會上，庫克表示搭載蘋果自研芯片M1的Mac電腦銷量已經超過了搭載英特爾處理器的Mac電腦。且新款iPad Pro也用上了這款芯片，速度刷新iPad記錄。

此前蘋果官方介紹顯示：M1擁有蘋果公司迄今最快的中央處理器核心。為此，英特爾新上任的CEO曾聲稱要在PC市場造出比蘋果M1更好的芯片。在服務器領域，包括華為積極發展ARM服務器芯片，還有亞馬遜雲科技也在采用ARM設計芯片，甚至此前有傳微軟也將加入ARM陣營。

眾多巨頭加入ARM陣營，預示著生態越來越完善，在服務器市場份額不斷飆升。根據權威調研機構IDC此前發布的數據顯示：2020年第三季度，基於Arm的服務器同比增長了430.5%，2020年第四季度同比增長了345%。盡管基數很小但仍在增長。當前，Arm架構處理器在服務器市場的應用正處於快速上升時期，另據Statista預測，到2028年，Arm架構處理器在數據中心和雲的市場份額將從2019年的5%增長到25%。2028年的市場規模將達到580億美元，比2019年的14倍還多。

圖 Arm架構企業級服務器處理器全球收入(2019-2030)

除智能手機、平板電腦等智能終端設備外，ARM在服務器、數據中心市場地位不斷提升。而英偉達以400億美元收購，倘若這一交易達成，兩者在雲計算、企業和邊緣數據中心、超級計算、PC等市場中競爭將進一步提升。當然，從個人PC到服務器，英特爾依舊是計算芯片領導者。在2021年英特爾架構日上，介紹了專為數據中心設計的下一代英特爾至強可擴展處理器Sapphire Rapids，可在不斷變化且要求日益增高的數據中心使用中提供可觀的計算性能，並對工作負載進行優化，以在雲、微服務和AI等彈性計算模型上提供高性能。

只是面對AMD、ARM等芯片廠商的進攻，英特爾核心CPU也將遭遇重大考驗，且市場份額不斷提升，也印證受到市場青睞。以亞馬遜雲科技為例，作為數據中心基礎設施研究、數據和分析的IT Brand Pulse數據顯示，在基於 arm 的服務器 CPU領域中，亞馬遜雲科技強大的品牌認知度和創新精神導致 64%的 IT 專業人士選擇 Graviton 作為基於亞馬遜雲科技的服務器 CPU 的市場領導者。

借助ARM，搭載Amazon Graviton2的Amazon EC2 X2gd與當前基於x86的X1實例相比，新一代X2gd實例用於內存密集型工作負載的性價比提高了55%。基於Arm架構的Amazon Graviton2處理器自2020年5月上市以來，眾多已經使用基於Amazon Graviton2實例的客戶，包括Domo、F1方程式賽車、Snap等。亞馬遜雲科技負責Amazon EC2的副總裁David Brown對此表示，“事實證明，Graviton2處理器非常受客戶歡迎，因為它們在性能上有很大提升，同時還能顯著降低各種工作負載的成本。”

最後，在人工智能時代，數據中心地位愈顯重要。來自Synergy Research 數據顯示：截至2021年第一季度末，全球超大型數據中心數量達到 625 個，過去四個季度中，超大數據中心服務商主要是亞馬遜、微軟、谷歌和 Facebook。與此同時，還有阿裏巴巴和騰訊等。主要疫情促使各行業智能化轉型加速，導致對雲服務需求劇增，從而促使雲服務巨頭不斷擴大數據中心規模，以此滿足社會智能化轉型需求。

而ARM與英偉達結合，包括亞馬遜雲科技、微軟Azure、Google Cloud谷歌雲、阿裏雲、百度智能雲都在將搭載了NVIDIA的技術整合到他們的服務和產品中。由此推動數據中心板塊營收強勁增長，截至2021年8月1日的第二季度，英偉達數據中心收入達到23.7億美元，同比增長35%。整體營收同比增長68%至65億美元。

營收與淨利潤強勁增長，使得英偉達在資本市場繼續走高，當前市值4934億美元。整體來看，在物聯網、人工智能帶來的智能化浪潮下，能為半導體廠商帶來巨大機遇。

楊劍勇，福布斯專欄作家，並獲得網易2020年度最具影響力獎，致力於深度解讀物聯網、雲計算和人工智能等前沿科技，觀點和研究策略被眾多權威媒體和知名企業引用。