ARM高性能設(shè)計禁止對中國出口，國內(nèi)服務器芯片還能不能突圍？

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/李彎彎）最近有消息稱，軟銀旗下的ARM確定美國和英國不會批準向中國出口其最新的Neoverse V系列許可，因為性能太高了。這將影響阿里巴巴和其他中國企業(yè)購買ARM高性能的芯片設(shè)計。

對此，有行業(yè)人士稱，ARM Neoverse分為3個系列，包括V系列、N系列和E系列。V系列主打超算和超高性能，本就不對中國出口。ARM在中國市場一直主推的是Neoverse N系列。阿里平頭哥倚天710也是采用的N系列的芯片設(shè)計。

雖然ARM不批準V系列對出國出口并不是最新的消息，可是不能向中國出口更高性能的設(shè)計，必然影響中國企業(yè)基于ARM架構(gòu)進行更高性能服務器芯片設(shè)計的推進。近幾年，中美關(guān)系日益緊張，有企業(yè)考慮使用開源方案RISC-V替代ARM架構(gòu)設(shè)計，而這會否成為突破的關(guān)鍵。

英特爾、AMD仍占據(jù)主導

當前中國的服務器市場，乃至全球的服務器市場，主要采用英特爾和AMD的處理器，兩者占據(jù)全球服務器CPU市場的90%以上，主要是X86架構(gòu)。近年來ARM架構(gòu)的服務器CPU市場開始有所增長。

現(xiàn)在從性能上來看，英特爾、AMD仍然領(lǐng)先。不過近年來，越來越多的企業(yè)參與到國產(chǎn)芯片的研制中，并不斷取得進展。比如，國內(nèi)的阿里、華為、飛騰等企業(yè)也有基于ARM架構(gòu)推出服務器芯片，并已經(jīng)取得較大規(guī)模的應用。

阿里平頭哥在2021年12月推出了其首款基于ARM架構(gòu)的服務器CPU芯片倚天710。倚天710包含128個Armv9高性能CPU核，工作頻率2.75GHz ~ 3.2GHz。目前倚天710已在阿里云數(shù)據(jù)中心大規(guī)模部署，并以云的形式服務阿里巴巴和多家互聯(lián)網(wǎng)科技公司。

華為在2019年1月發(fā)布了數(shù)據(jù)中心高性能處理器鯤鵬920，兼容ARM架構(gòu)，采用7nm工藝制造，可以支持32/48/64個內(nèi)核，主頻可達2.6GHz，支持8通道DDR4、PCIe 4.0和100G RoCE網(wǎng)絡(luò)。如今已經(jīng)在銀行、電力行業(yè)等眾多領(lǐng)域取得應用。

飛騰針對高性能服務系統(tǒng)和大型互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域，也推出了高性能的服務器芯片，采用自主研發(fā)的高性能處理器核心，主要產(chǎn)品有S2500、FT-2000+/64、FT-1500A/16。

S2500處理器芯片集成64個自主研發(fā)的ARMv8指令集兼容處理器內(nèi)核FTC663，采用片上并行系統(tǒng)（PSoC）體系結(jié)構(gòu)，主頻為2.1GHz。FT-2000+/64芯片集成64個飛騰自主研發(fā)的高能效處理器內(nèi)核FTC662，芯片兼容64位ARMV8指令集，主頻為2.0~2.3GHz。這兩款產(chǎn)品都主要應用于高性能、高吞吐率服務器領(lǐng)域。

除了基于ARM架構(gòu)的服務器芯片，國內(nèi)也有企業(yè)采用X86架構(gòu)，比如海光，目前該公司已經(jīng)規(guī)劃的CPU產(chǎn)品有海光7000系列、海光5000系列和海光3000系列。海光7000系列產(chǎn)品最多集成32個處理器核心，最大支持8個內(nèi)存通道和128個PCIe接口，主要應用于高端服務器，主要面向數(shù)據(jù)中心、云計算等復雜應用領(lǐng)域。

海光5000系列產(chǎn)品最多集成16個處理器核心，最大支持4個內(nèi)存通道和64個PCIe接口，主要面向政務、企業(yè)和教育領(lǐng)域的信息化建設(shè)中的中低端服務器需求，并發(fā)處理能力和單核心處理器性能較為均衡。海光3000系列產(chǎn)品最多集成8個處理器核心，最大支持2個內(nèi)存通道和32個PCIe接口，主要應用于工作站和邊緣計算服務器，面向入門級計算領(lǐng)域。

從海光此前發(fā)布的招股書來看，海光CPU已經(jīng)有海光一號和海光二號兩代產(chǎn)品實現(xiàn)了商業(yè)化應用，海光三號已經(jīng)完成產(chǎn)品驗證，海光四號處于研發(fā)階段。公司目前在售的海光CPU產(chǎn)品主要為海光7200、海光5200和海光3200系列產(chǎn)品。

雖然目前英特爾、AMD還沒有發(fā)布消息限制授權(quán)，不過從現(xiàn)在的情況來，ARM、英偉達都已經(jīng)有消息顯示，高性能的產(chǎn)品禁止對中國出口，想必國內(nèi)想要基于X86架構(gòu)在服務器芯片上取得突破也很困難。

未來誰可能取得突破

除此之外，國內(nèi)也有企業(yè)走的其他路線，比如申威，這家公司早在2010年，就開始研發(fā)以服務器處理器為核心的申威通用處理器。2012年第一代服務器處理器芯片研發(fā)完成，2016年完成第二代芯片研發(fā)，包括16核的申威1621和4核的申威421/411。申威的指令集是基于Alpha進行擴展。2020年申威又推出新的服務器處理器威鑫3231，該產(chǎn)品為32核設(shè)計，主頻2.0-2.5GHz，功耗低，封裝熱阻低，支持動態(tài)功耗管控，支持單路、雙路和四路直連。

還有龍芯，堅持走自主研發(fā)的路線，其最新推出的龍芯3C5000/3C5000L服務器處理器芯片，16核設(shè)計，主頻2.2GHz，基于完全自主的LoongArch?龍芯指令系統(tǒng)，支持雙路、四路機架式及塔式、高密度等多種服務器及存儲產(chǎn)品形態(tài)。龍芯3C5000/3C5000L完善支持Docker、KVM等虛擬化應用，適合數(shù)據(jù)中心、云計算以及高性能計算等領(lǐng)域廣泛應用。

另外近幾年開源開放的RISC-V架構(gòu)越發(fā)成熟，在當下中美關(guān)系日益緊張的當下，它被認為是可以用來替代ARM架構(gòu)的設(shè)計，目前國內(nèi)的企業(yè)在這方面也不斷取得進展。

在上個月的云棲大會上，阿里平頭哥發(fā)布了全新RISC-V高能效處理器玄鐵C908。玄鐵C908支持多核多簇架構(gòu)，采用高效9級雙發(fā)按序流水線，主頻2 GHz，通過創(chuàng)新的微體系結(jié)構(gòu)和指令融合等技術(shù)，實現(xiàn)能效的大幅提升。最新發(fā)布的玄鐵C908實現(xiàn)了RISC-V架構(gòu)的能效突破。

平頭哥副總裁孟建熠在會上表示：“玄鐵C908打開了RISC-V高能效應用的一片藍海領(lǐng)域。從低功耗，到高性能，再到高能效，平頭哥大幅提升軟硬一體的全棧能力，打造出豐富的玄鐵RISC-V處理器家族。我們還將不斷拓展RISC-V技術(shù)、應用和生態(tài)的邊界，挖掘RISC-V在更廣闊的端云一體生態(tài)中的新價值?！?br />
另外近期，賽昉科技發(fā)布更高性能的RISC-V應用處理器——昉·驚鴻8100 SoC（JH8100）。此前，賽昉科技發(fā)布的業(yè)界首款高性能RISC-V多媒體處理平臺——昉·驚鴻7110 SoC（JH7110），已于今年量產(chǎn)，并廣泛應用于單板計算機、云電腦、工業(yè)控制等領(lǐng)域。

最新發(fā)布的JH8100，采用12nm制程，搭載賽昉科技自研的昉·天樞CPU Core IP，采用四大核二小核設(shè)計。昉·天樞是一款64位超高性能RISC-V處理器內(nèi)核，采用12級流水線設(shè)計，可實現(xiàn)超標量、深度亂序執(zhí)行等。昉·天樞工作頻率最高可達2GHz，SPECint2006 9.0/GHz，Dhrystone 6.6 DMIPS/MHz，CoreMark7.6/MHz。賽昉科技資深產(chǎn)品總監(jiān)趙晶表示，除了在JH8100應用外，昉·天樞還可應用在數(shù)據(jù)中心、人工智能等高性能應用領(lǐng)域。

該公司表示，基于RISC-V指令集，賽昉科技已實現(xiàn)了RISC-V Core IP（昉·天樞系列）、SoC（昉·驚鴻系列），開發(fā)板（昉·星光系列）全方位產(chǎn)品布局，并與合作伙伴一起持續(xù)推動RISC-V軟件生態(tài)的完善。JH8100的出現(xiàn)，將打破RISC-V多數(shù)被應用在IoT領(lǐng)域的現(xiàn)狀，引領(lǐng)RISC-V進入高性能應用時代。

整體而言，現(xiàn)在國內(nèi)在服務器芯片方面不斷取得進展，不過性能上較英特爾、AMD仍然存在差距。想要取得突破雖然很難，不過還是需要持續(xù)努力。當然從現(xiàn)在的情況來看，高性能芯片IP還會有隨時被禁售的風險，那么未來要想真正實現(xiàn)突圍，自主創(chuàng)新還需努力。