ARM搶攻服務(wù)器芯片市場 與英特爾AI戰(zhàn)爭即將開打

　　在手機(jī)領(lǐng)域大放異彩的芯片業(yè)者ARM觸角再向外延伸，其和微軟(Microsoft)、惠與科技(Hewlett Packard Enterprise;HPE)等大廠合作，搶攻英特爾(Intel)獨(dú)占的服務(wù)器市場，目標(biāo)至2021年市占從零提高到25%，ARM與英特爾的人工智能(AI)戰(zhàn)爭即將開打。

　　HPE、微軟和英特爾在服務(wù)器市場是盟友關(guān)系，微軟與英特爾的關(guān)系起于1990年代，其結(jié)合傳奇性的Wintel聯(lián)盟，使得PC進(jìn)入主流市場;HPE前身HP，則和英特爾攜手研發(fā)64bit處理器Itanium，陸續(xù)從大型服務(wù)器到PC都采用英特爾制的處理器，如今雙雙發(fā)布采用ARM架構(gòu)的消息。

　　HPE于2017年5月發(fā)表新款電腦原型機(jī)The Machine，核心采用ARMv8-A系統(tǒng)芯片架構(gòu)，作業(yè)系統(tǒng)為Linux的Thunder X2，40個節(jié)點(diǎn)可共享160TB存儲器，是目前最大的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。

　　傳統(tǒng)電腦的架構(gòu)建立在一系列的處理器，雖然可以實(shí)現(xiàn)更多的任務(wù)，但每顆處理器都只能依賴特定部分儲存資源，因此在彼此協(xié)商過程中，浪費(fèi)大量的時間和資源。HPE采用稱之存儲器驅(qū)動計(jì)算(Memory-Driven Computing)的架構(gòu)來研制這款百億億級的超級電腦，并給予所有處理器160TB共享儲存容量的權(quán)限。

　　The Machine由共通的高速介面連接處理器和存儲器，介面由HPE獨(dú)立開發(fā)，介面規(guī)格透過Gen-Z聯(lián)盟(Gen-Z Consortium)，來和其他業(yè)者建立業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)。

　　Gen-Z聯(lián)盟成員除了ARM、HPE，還有三星電子(Samsung Electronics)、希捷(Seagate)、SK海力士(SK hynix)、華為、聯(lián)想等，幾乎英特爾以外的主要處理器及服務(wù)器業(yè)者都參與，目的在致力于高速光纖規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)化，讓數(shù)據(jù)中心和服務(wù)器開放系統(tǒng)互聯(lián)。

　　微軟2017年3月在美國矽谷舉行的開放運(yùn)算計(jì)劃(OCP Summit 2017)，宣布正與高通(Qualcomm)子公司Qualcomm Datacenter Technologies(QDT)及Cavium打造基于ARM架構(gòu)的數(shù)據(jù)中心服務(wù)器。

　　微軟2016年10月發(fā)表Olympus專案(Project Olympus)，該專案是微軟新一代超大規(guī)模云端硬碟設(shè)計(jì)，也是已加入開放運(yùn)算計(jì)劃的微軟，對開源碼硬件開發(fā)的承諾。

　　QDT與Cavium皆為微軟Olympus專案的合作伙伴，并各自在OCP高峰會上發(fā)表了可供ARM版Windows Server使用的主機(jī)板與處理器。其中，QDT的主機(jī)板采用基于10納米制程的48核心ARM服務(wù)器處理器Centriq 2400;Cavium展示的則適用于數(shù)據(jù)中心、云端及高效能運(yùn)算的64位元ThunderX2 ARMv8-A服務(wù)器處理器。

　　目前微軟數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器仍全數(shù)使用英特爾的x86服務(wù)器，但微軟已打造支援ARM的Windows Server，并進(jìn)行內(nèi)部測試，實(shí)際應(yīng)用指日可待。

　　據(jù)在微軟云端服務(wù)Microsoft Azure的高級工程師表示，微軟采用ARM架構(gòu)的服務(wù)器理由有三，一是業(yè)者爭相投入服務(wù)器用ARM處理器的研發(fā)，選擇越來越多;二是ARM處理器相關(guān)的軟件生態(tài)系統(tǒng)已成形，及ARM處理器指令集架構(gòu)性能已見改善。

　　ARM早在2011年就曾進(jìn)軍服務(wù)器市場，其挹注新創(chuàng)業(yè)者Calxeda 1億美元， Calxeda于2011年推出搭載ARM處理器核心的低功耗服務(wù)器，唯當(dāng)時ARM只有32位元架構(gòu)，且性能比英特爾的X86差太多，市場表現(xiàn)不如預(yù)期，Calxeda甚至在2014年1月聲請破產(chǎn)。

　　隨著技術(shù)發(fā)展，ARM與X86的性能差距縮小，2012年ARM推出了64位元架構(gòu)，而搭載ARM架構(gòu)高通Snapdragon 835處理器的Windows 10個人電腦(PC)將在2017年下半上市，Windows 10 PC on ARM具備低耗能、全時聯(lián)網(wǎng)、體積小、且更為便宜的優(yōu)點(diǎn)，同時支援既有PC用的Win 32 App。

　　不只Windows系統(tǒng)，蘋果(Apple)已在2016年推出的部分MacBook Pro，也采用ARM處理器。

　　而ARM所以能有突圍，關(guān)鍵在于徹底實(shí)施了水平分工。自1990年開始，ARM提供手機(jī)用的處理器核心，并擴(kuò)及車載設(shè)備、連網(wǎng)裝置等領(lǐng)域，芯片公司將處理器核心交由ARM研發(fā)，而將資源集中在周邊電路、開發(fā)套件等方面，長期下來，以ARM技術(shù)為基礎(chǔ)，打造出穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)。

　　另方面，開源軟件(OSS)也積極助攻ARM，2010年成立的協(xié)作工程組織Linaro Ltd.，于2016年2月推出以ARM架構(gòu)為基礎(chǔ)的開源軟件參考平臺。

　　不只水平分工，ARM本身的研發(fā)體制也很強(qiáng)，主要透過購并、異業(yè)結(jié)盟來做為強(qiáng)化手段，尤其近2年，ARM在資安、高端運(yùn)算、醫(yī)療等領(lǐng)域的動作頻頻。

　　2015年7月ARM購并以色列網(wǎng)絡(luò)安全公司Sansa Security，Sansa Security主要業(yè)務(wù)為提供嵌入式芯片安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)，完成購并后，ARM可望在旗下芯片增加更多安全功能，而ARM也致力提升自家網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全性，如2016年10月將軟硬件解決方案TrustZone從手機(jī)用的Cortex-A系列處理器，延伸到小型物聯(lián)網(wǎng)(IoT)設(shè)備用的Cortex-M系列處理器。TrustZone在韌體更新時，能偵測軟件是否被竄改，或感染病毒。

　　目前ARM在高效能運(yùn)算的技術(shù)研發(fā)是和伙伴關(guān)系的富士通(Fujitsu)為核心，富士通已表明，在下一代超級電腦Post-K將使用ARMv8架構(gòu)，Post-K計(jì)劃于2020年推出。

　　放眼望去，能開發(fā)搭載超大核心處理器的公司，僅有英特爾等少數(shù)幾家，而富士通具有長年研發(fā)超大核心的經(jīng)驗(yàn)，若能由此提供ARM架構(gòu)處理器，將可克服ARM過往服務(wù)器性能不如英特爾Xeon的問題，有利ARM推展服務(wù)器市場。

　　ARM在和富士通合作研發(fā)的高效能運(yùn)算技術(shù)中，嵌入SIMD單指令多數(shù)據(jù)指令，因此，相較過往單精度32bit或雙精度64bit的運(yùn)算，大幅降低了深度學(xué)習(xí)過程所需電力，而在手機(jī)用Cortex-A系列處理器，也加入適用人工智能演算的指令，以有效執(zhí)行影像、聲音辨識等的處理。

　　善于水平分工、廣結(jié)善緣的ARM，正式向英特爾宣戰(zhàn)，而這場人工智能之戰(zhàn)，誰勝誰負(fù)尚未得知，但可以確認(rèn)，隨著競爭白熱化，云端運(yùn)算、物聯(lián)網(wǎng)及人工智能等新技術(shù)的發(fā)展將更上一層樓。