ARM與x86，決戰在全球半導體變局中

最近，全球半導體市場格外不平靜。

前有中美貿易摩擦，攪起了兩國半導體產業無數是非；後有日韓半導體爭端，又給全球產業鏈帶來了一層陰霾。似乎種種現象都在表明這樣一個事實：在今天這個時代，半導體產業已經是一種國家間的戰略資源，“自主可控”四個字並非泛泛之談。

這種情況下，大家難免會多想一點。比如說，大家都知道企業網絡的運行核心是伺服器。但是今天全球90%以上的伺服器芯片市場都由英特爾佔據，建立在英特爾的x86架構上。如果一旦出現大面積的半導體封鎖，芯片供應鏈被切斷，那作為社會經濟基石的數據中心將陷入十分危險的境地。

目前來看，應對這個問題的主要方案，是基於ARM架構，自行研發伺服器芯片作為替代品。ARM雖然也是一家歐美公司，但其提供的是芯片專利和指令集。芯片廠商一次性買斷某版本就可以一直使用，不用擔心上遊直接斷貨的問題。

在伺服器芯片上用ARM替代x86的思路並非今天才有。然而雖然今天ARM已經在移動芯片上一統江山，卻在伺服器芯片市場上怎麽都起不來勢頭。而今天，這個任務開始由中國芯片產業扮演主角。

為什麽ARM+伺服器芯片處在“屢敗屢戰”的境地裡？在全球半導體市場普遍收緊的前提下，ARM芯片是否能趁勢而上？

這將是接下來很長一段時間裡，中國乃至世界半導體產業，需要一步步去回答的問題。

想把x86挑落馬下，真的挺難

自1978年誕生以來，今天在CPU領域通用的x86架構，其實也經歷了數十年的殺伐爭鬥。英特爾和AMD的無數紛爭，最終為這套通用技術架構築造起了堅實的兼容性與應用生態。

可是當英特爾穩穩佔據市場上90%以上份額之後，全球計算與網絡產業都再難擁有選擇權和議價權。所以想要把英特爾推下芯片神壇的運動其實從未停歇過。

依靠低功耗、高性價比優勢，在移動設備中證明了自己的ARM，這些年成為半導體產業一個新的選擇。然而事實上，大量半導體巨頭都布局過ARM打造伺服器芯片，結果都不盡如人意。

比如英特爾的老對手AMD就曾大舉投入研發ARM架構的伺服器芯片。2012年，AMD宣布獲得ARM指令集授權，隨後在2014年推出了基於ARM架構的Opteron處理器。結果好景不長，在2017年這個項目基本就進入了名存實亡的階段。英特爾繼續在伺服器芯片領域佔據著王座。

業內的其他玩家，比如三星、NVIDIA、博通、Marvell，都曾經開發或者有意向開發過基於ARM的伺服器芯片，但最後大多不了了之。其中曾經一度讓行業看到希望的，是在手機芯片領域從ARM受益良多的高通。2014年，高通宣布將打造基於ARM的伺服器芯片；到2016年，對外公布了首個基於AMR的伺服器芯片產品；2017年，高通正式發布了Centrip 2400系列，進軍伺服器芯片市場。結果發布即頂峰，沒有怎麽獲得客戶回應的高通，到2018年就多次被傳放棄了ARM伺服器芯片業務，接著曝出高管離職，團隊解散。時至今日，已經絕少人相信高通還會在ARM伺服器芯片領域有一番作為。

正所謂風水輪流轉，在歐美巨頭普遍放棄這一項目之後。今天用ARM打造伺服器芯片的主力反而變成了中國企業。比如說一度名聲很大，也引起不少爭議的華芯通、天津飛騰。尤其值得注意的，是華為在去年年底發布了基於ARM的伺服器芯片鯤鵬920。ARM伺服器芯片的中國故事，今天還在進行時。

這裡似乎有必要解釋一下，x86為什麽那麽能打，以至於攜資進組的歐美巨頭紛紛挑戰失敗。行業普遍認可的說法是，x86最強大的地方在於英特爾積累的伺服器芯片生態系統。若乾年來，大量軟體應用都是基於x86完成開發，而企業市場中軟體生態往往更新頻次較低，缺乏生態可選擇性。而市面上出現過的ARM伺服器芯片，普遍在軟體兼容性上表現不佳，最終導致用戶無法選擇嘗試ARM，只能固守x86。

此外，產業體系的不完成，也是AMR生態的問題。在伺服器之下，數據中心涉及計算、存儲、網絡、數據庫等大量底層技術體系，這些東西很難一夜之間被全部替換。然而逐個替換的成本實在太大，企業無法接受捨棄自身核心業務去擁抱新的伺服器產品。

也有人認為，ARM伺服器芯片的核心問題還是自身優勢沒有被發揮完整。一方面性能依舊長期不及x86，另一方面價格也沒有便宜到令市場怦然心動的地步。有一種說法，是只要有20%的價格差距，企業就會選擇更換伺服器。但ARM生態還沒有觸發這個臨界點。

不拋棄，不放棄：ARM的魅力到底在哪？

這個話題中令人糾結的一部分就要來了：既然英特爾的x86聽上去天下無敵，眾高手紛紛被挑落馬下，為什麽還是不斷有企業去尋求在ARM架構上打造伺服器芯片呢？

這也是一個多方面共同推動的因素。但是核心問題肯定還是開頭所說的，自主可控與產業安全問題。今天的全球半導體貿易格局中，處處彌漫著摩擦可能升級的味道。而如果一旦英特爾的芯片被切斷供應，數據中心這個國之重器將陷入極大的困境。

這個情況下， 2018規模已經達到18000億人民幣以上的中國半導體市場，是一定要找到可替代方案的。而在自主可控和避免重新造輪子之間，ARM是一個切合實際的解決方案。

由於ARM的商業模式是IP售賣，可以從根本上規避x86隱藏的專利與供應鏈風險，那麽難點就集中在了芯片性能與生態上。由於目前半導體產業在伺服器芯片領域普遍缺乏議價能力，所以行業也是樂見ARM生態成長起來的。

此外，ARM進入伺服器生態，依舊攜帶著其最根本的功耗優勢與成本優勢。功耗能低，成本更低的ARM，相對更符合雲時代的企業計算需求。

還要看到的是，計算產業本身發生的迭代，也在讓ARM似乎看起來更像是符合未來發展趨勢的那個選擇。比如在企業全雲時代，對伺服器計算需求將會大幅增加，產業普遍要求高並發、多線程和任務單一的計算模式，這些特性都非常適合ARM架構來處理。另一個趨勢，是計算正在加強雲邊端的一體化與協調。而當更多計算發生在邊端側的時候，就要求伺服器提供密度更高、功耗更低、遲延更低的算力，這其實是讓伺服器算力貼近移動設備的計算需求，因此ARM也將是個好的選擇。

所以說，AMR雖然屢次失敗，但根本上來看並非一無是處。前人的不成功，也是為後來者饋贈的機會。在今天想要打贏ARM伺服器芯片這一局，IT行業還有很多事要做。

ARM想要一戰成功，需要做好哪些事？

總的來說，想要讓ARM芯片真正在伺服器市場站穩腳跟，需要的就是最大化發揮AMR優勢，並且吸取前面那些巨頭玩家的失敗教訓。有這樣幾個工作，屬於今天的題中之義：

1、依靠產業鏈內部完成垂直創新，構築ARM的產業能用性。

ARM伺服器芯片的問題，很大一部分並不集中在性能與價格上，而是集中在是否真正能滿足產業應用需求，達到替換標準線。這也就意味著，ARM伺服器芯片不應該是一個單打獨鬥的產品，而是與生俱來應該就是一個底層應用序列，滿足伺服器場景中數據、存儲、調用等基礎應用，降低客戶的兼容成本。

2、發揮性價比是核心優勢。

在ARM伺服器芯片上，絕大多數失敗案例都被認為是並沒有發揮出ARM芯片低功耗、低成本，以及性能並不弱於x86的優勢。在核心的性價比、能耗比領域，ARM伺服器芯片還要很遠的路要走，技術突破依舊是一件可以期待的事。

3、核心任務是驅動產業，建立ARM生態。

在今天，提起ARM伺服器芯片，每個人都會提及生態的重要性。如何應對x86平台統一的硬體、開發和基礎設施，以及數十年積累的軟體開發生態，是芯片廠商面前的真正挑戰，也是必須長時間發展經營的課題。這裡一方面芯片企業創建為開發生態服務的基礎設施集群, 比如存儲網絡和虛擬化等產品，降低企業的開發成本；同時還需要積極推動軟體開發行業進駐ARM生態，建ARM應用市場等基礎平台。此外，在新需求上發展ARM也是變數所作，比如說推動人工智能供應鏈企業更多上ARM，引導更多應用用戶順著AI需求自然過渡到AMR生態中來。

4、供應鏈安全牌是商業推注劑。

在今天，ARM伺服器芯片關乎於產業安全，甚至國際經濟安全，是一件基本沒有爭議的事。這種情況下，正視風險的存在，引導行業積極尋找安全可控的產業路徑，也是推動ARM生態的一個重要通道。

綜合來看，AMR伺服器芯片是今天全球半導體變局中一張重要的底牌。但是這張牌到底誰來打，如何打，能打到什麽程度，還是非常複雜的一場考驗。

不管怎麽說，變局已來，期待著保持現狀並不現實。擁抱和操控變化，是今天中國半導體產業必須學會的一篇新課文。