从华为鲲鹏920 窥探ARM架构的“当打之年”

【PConline 产业观察】当前这个IT时代，企业用户正在面临着多重挑战，首先，伴随着企业业务和数据的多样性需求，使得企业用户对于新的计算架构的需求日益高涨，同时，当前我们身处的这个智能时代之下，信息量是巨大的，计算无处不在，企业用户每日的计算应用场景是多种多样的，场景应用的多样性带来的数据必定也是多样性的。

业务和数据的多样性，驱动了计算的多样性。正是在这样一个市场机遇和契机之下，华为所发布的鲲鹏920新品算是搭上了这趟飞速发展的“列车”。

鲲鹏920的诞生“缘分”

正如前文我们提到的那样，当前企业用户所提出的需求是多种多样的，业务和数据多样性驱动了企业计算的多样性，当然，在我看来这是一个未来市场发展的必然趋势，原因很简单，因为没有任何一个单一的计算架构能够满足现在的所有场景和所有的数据类型的处理，海量的数据增长所带来的是越来越高的计算需求，正是在这个时间点，鲲鹏920的诞生，可以说是恰到好处。

据了解，华为此次重磅推出的鲲鹏920是基于ARM架构授权的一款全新产品，完全由华为进行自主研发，也成为了当前业界最高性能的ARM-Based CPU。当中集成了64核，其主频也提升到了2.6GHz，并且通过优化分支预测算法，将运算单元数量和内存子系统架构等一系列位架构的性能进行了大幅度提升，华为更是标称超出业界标杆25%。

我们都知道，当前全球IT产业正在加快变革的脚步，尤其是对于像传统数据中心领域来说，其对于变革的需求更加强烈，鲲鹏920通过技术的创新帮助数据中心在能耗方面进行大刀阔斧的改革，为数据中心提供了更加强劲的性能。

提起数据中心，我们都知道，当前企业数据中心的规模越来越大，而成千上万台服务器当中所产生的能耗的高低对于企业整体运营成本来说起着决定性的作用，由于数据中心当中每一个机架的供电能力有限，因此每个机架的计算能力越强，在大规模数据中心建设的过程当中就能够很好的减少功耗，对于这点，鲲鹏920与企业大规模数据中心市场结下了“不解之缘”。

鲲鹏920处理器主要面向服务器市场，鲲鹏920采用7nm工艺制造，该处理器基于ARMv8架构，拥有64个2.6GHz核心。支持8通道DDR4、PCIe 4.0和CCIX互联芯片。

同时，此次华为还同步推出的基于鲲鹏920芯片的TaiShan服务器产品，其中包含了均衡型、存储型以及高密型三个机型，TaiShan服务器主要面向大数据、分布式存储以及ARM原生应用等场景，非常良好的发挥出了ARM架构在多核、高能效等很多方面的优势，为企业用户构架高性能、低功耗的新计算平台奠定了基础。

当前很多企业用户的应用场景当中，大数据应用场景是非常广泛的，对于用户的此类应用，TaiShan服务器通过基于ARM架构之上的优势，实现了多核高并发和资源调度调优的优势体现，同时将实际应用过程当中的计算性能提升了20%，基于TaiShan服务器华为云也将会提供一系列的弹性云服务、裸金属服务和云手机服务等多种类型的全新服务。

据了解，华为此次发布的TaiShan服务器所采用的是ARM v8.2架构，其单路可配置24-64核，每核心配置512KB二级缓存和1MB三缓，频率范围在2.4-3.0GHz。同时在存储和I/O方面，产品支持8通道DDR4-3200内存，支持40条PCIe 4.0通道，双十万兆网络连接，4个USB 3.0、16个SAS 3.0以及2个SATA 3.0接口。通过经过7nm工艺的加持，使得这一代产品的封装尺寸达到了60x75mm，比上一代的57.5x57.5mm还大，在很大程度上提升整个设备的运算性能。

ARM的“原生”架构优势

ARM作为世界上最具影响力的芯片技术提供商之一，一直以来都在费用低、低功耗和高性能等方面具有比较不错的市场表现，更有当前全球超过95%的移动设备都在采用ARM架构，可见ARM架构在当前用户心目当中的地位，其应用广泛程度非常高。

并且伴随着ARM与中国市场的耦合度不断提升，使得大范围的采用ARM架构对于国内的很多企业来说将会具备更加天时地利的机遇。我们都知道，芯片产业对于一个国家来说是科技发展水平的重要参考标致，近几年越来越多的国内企业开始在芯片研发方面不断加大投入力度，在这个行列当中，华为也是最典型的一个实例。

和传统的x86架构相比，ARM架构的涉猎可以说是非常广泛，不光是在我们常见的服务器、个人PC上，在很多移动电话、多媒体播放器、游戏机、甚至是在导弹的弹载计算机等军用设备当中都可以看到了ARM架构的深入应用。

正如前文我们谈到的那样，随着大数据时代的到来，越来越多的企业开始选择将自身的服务部署在云端，那么对于很多中小企业来说，由于受到自身业务种类和业务量的诸多因素，可能对于云端的一些小型服务会更加青睐，比如构建企业vpn服务等，可能就更加适合ARM架构的多核心应用优势，灵活易用，使得ARM架构对于众多中小企业的用户的实际需求有了更好的把控。

我们都知道，当前的PC和服务器架构绝大多数采用的都是Intel的x86架构，对于庞大的市场需求来说，这一架构可以说早就身处如日中天的垄断地位，x86架构同ARM架构相比之下在性能方面要快很多，可以说在性能和生产工艺等方面ARM根本不是x86架构的对手。但是在很多特定领域当中ARM架构仍然还是具有相当强劲的竞争力，依靠自身在核心数以及能耗方面的优势，通过流水线式的处理方式，真正让企业用户感受到了ARM架构的强大计算优势，ARM架构在当前的企业级市场当中仍占有一席之地。

数据中心、HPC产业的变革化需求

从另外一个角度来看的话，ARM的优势不在于性能强大，而是在于其超高的效率，我们都知道ARM所采用的架构在完成很多综合性工作方面的确存在着很大的劣势，但是在一些任务相对固定的应用场景下，ARM架构的效率优势就能够得到非常全面的发挥，可以说是能够发挥的淋漓尽致。体积小、低功耗、低成本、高性能等优势是ARM架构站稳市场脚跟的“杀手锏”。

对于当下的服务器市场来看，虽然Intel的x86架构服务器在数量上仍然占据着大量的市场份额，但是随着用户对于大数据需求的不断提升，ARM架构处理器的低功耗和高性能计算优势也就显露无疑了。在物联网以及人工智能新一代技术革命的浪潮当中，企业对于服务器的创新以及多样化需求，使得ARM对于传统数据中心的变革起到了不可忽视的作用。

原有的数据中心应用往往是非常集中化的应用模式体验，而现有的数据中心领域当中则正在逐渐体现出“化整为零”的应用趋势，每一个API、每一个细分领域的应用都有可能以一个独立的服务呈现在企业用户面前。然而这样的应用趋势对于数据中心的架构应用来说，ARM架构的多核心、低功耗优势也就完胜x86了。

当前，微软Azure、阿里云、腾讯云都已经开始应用ARM架构数据中心产品，面对像互联网行业的企业用户对于海量数据的运算和应用需求，以及高性能计算的应用需求来说，ARM同样也具备非常强劲的竞争优势。

此外，从ARM v8架构版本开始ARM就已经开始专门为高性能计算以及数据中心的应用而生了，通过集成在硬件系统当中，它能够极具灵活性，为ARM架构在高性能计算领域的深入应用进行了助推。随着系统与服务器软件复杂度的增长,HPC的开发者正面临着需要专门开发的工具来进行持续创新的挑战，ARM通过2016年对Allinea公司的收购，使得在调试与分析多节点系统方面的能力大大提升，ARM生态圈也得到了很大程度的扩展。

用“生态”赢得市场

早在去年，ARM就已经在中国成立ARM合资公司，用以全力发展并推动其战略和业务在中国市场的发展，业界更是一度曝出声音说是ARM准备在激烈的市场竞争环境当中实现“弯道超车”。从客观角度来分析的话，ARM架构体系要想在中国实现质的飞跃仍然还需要进行一段时间的努力，毕竟在企业级市场领域来说，统治芯片产业的一直是Intel。但是，生态一直都是ARM的发展源动力。

在我看来，华为之所以采用ARM架构去发展自身的企业级芯片业务，正是因为看中了ARM在产品层面以及同中国市场的耦合度方面的发展潜力，同时，华为作为当今中国企业级市场的头部厂商，一直以来在推动芯片研发和应用等方面是不遗余力向前推进的。通过搭载ARM架构的服务器芯片之后势必在未来的企业级市场领域助力其业务的快速腾飞及发展。

我们都知道，当前中国正在大力发展自己的半导体产业，从而降低国外供应商的依赖，对于中国芯片市场的发展来说，ARM架构非常直观的体现了芯片领域的全球视野和开放合作的方式，像华为等很多硬件厂商通过融合ARM架构去推动自身技术和产品的迭代和创新，这本身就体现了正在兴起的服务器CPU芯片市场在中国市场的创新和发展，并且对于未来的国际化竞争起到了重要的推动作用。

当前，我们正身处在一个万物互联、万物感知的时代当中，基于ARM的智能终端应用也正在加速发展着，云端协同的场景也逐渐显现，通过生态环境的构建，以及多核异构多样性时代的到来，基于ARM架构的计算优势正厚积薄发，通过持续不断的创新突破，以生态赢得用户，更赢得市场。

编辑的话

从商业的角度而言，ARM被寄予的期望不仅是要守住在移动互联网时代创造的辉煌，更多的是如何从底层带领产业从技术上先跨入智能硬件时代。此外，ARM的商业模式也决定了其本身的开放属性，在我看来，ARM具备先天的开源精神，这对于当前日趋严苛的企业级用户市场来说是难能可贵的。

对于ARM架构来说，除了面对x86的垄断式挑战之外，其性能优势在行业内也一直受到追捧，虽然投身到ARM架构当中是一个相当“烧钱”的事情，但是诸如像华为、苹果、三星、高通、亚马逊等众多大厂也一直在前赴后继的投身其中，并乐此不疲。

ARM在设计芯片架构方面的造诣是非常高超的。它将设计好的架构授权给其他的半导体制造商，向这些制造商收取授权费，以此来赚取利润。这种独特的经营模式，让ARM有更多的时间和精力来研发处理器的架构，长时间的钻研和深入的研究让ARM在架构方面年的技艺愈发精纯，达到了业界的顶尖级别。

对于ARM架构的授权来说，像苹果、高通这类大厂所采用的都是指令集的授权，拿到授权之后通过自身的用户实际需求，对ARM架构当中的指令集代码进行修改，从而加入符合自身用户定位以及需求的代码指令，这样也就呈现出了我们所认识的苹果、高通等大厂所提供的硬件产品及服务了。从这点来看，对于这些企业级厂商来说，通过购买授权而后再对指令集进行修改的方式比单纯自研芯片或是直接购买集成芯片的成本和难度都要低很多，这或许也是为什么这么多的厂商都热衷于ARM架构的原因所在。

在我看来，虽然投身ARM架构是一段艰辛的路程，但是长远看来对于企业研发高性价比的产品，用以符合更多的企业用户需求，从这点上来说，ARM的确要比x86具有更高的竞争力，这或许就是为何诸多企业级厂商乐此不疲的投身到ARM架构的产品研发当中的根本原因。有趣的是，就在去年2月份，英特尔前总裁Renee James也正在运营一个新的芯片公司“安培”，其所推出的ARM服务器芯片也是专门针对超大规模数据中心的。

一个英特尔的内部高管在创业之后也开始投身到ARM架构当中来，这其实本身就从侧面印证了ARM在面对Intel x86的挑战之下的确还是具有一定的魅力。在我看来，当前的企业级用户已经把大量的工作量转移到云端，那么势必就需要新一代的芯片去提供相较以前更加高的效率，企业都希望能够以低成本去构建更加高效率的产品和服务，那么面对用户的此类需求，ARM架构的优势显露无疑，这或许也就是为何连Intel出来的老兵都愿意投身到ARM架构的浪潮当中的最主要原因了，如此说来，ARM仍然身处在“当打之年”。

 作者：Wesley

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