前言:

在数据中心需求增长的趋势下,核心芯片的角逐越来越激烈。

作者 | 方文

图片来源 |  网 络

数据中心·服务器需求·服务器芯片

超大规模数据中心对于服务器的需求占比,于去年第四季达四成以上,今年将有接近45%的可能,预期2021年全球服务器出货成长率将逾5%。

根据Twilio公司对全球2569家公司的调查显示,有79%的企业因为疫情增加了数字化的预算,95%的企业寻求在数字化的环境中如何吸引客户的新方法。

预计到2025年全球每年新增的数据量将比2020年又增长三倍。为了对这些数据进行分析和处理,就需要更强的计算、更快的网络、更多的存储。

AMD:服务器市场份额持续增长

AMD 芯片目前增长最快的领域是价格最高、利润最为丰厚的数据中心。

英特尔历来都是该市场的领导者,但随着产品性能对比发生变化,情况出现了转变。

根据调研机构的数据,在x86市场上,AMD 的服务器芯片份额增长了1．8 个百分点,达到 8．9%;从全年来看,AMD 在数据中心市场的份额一共增长了3．8%。

目前,AMD的EPYC处理器在每瓦性能、总运营成本等方面都能超越英特尔的同级产品,服务器领域的主要用户正在将他们的云数据中心逐渐转为基于 AMD 的设备。

随着技术的发展,AMD 也面临着更多芯片厂商新一代 Arm 架构 CPU 的对抗,如英伟达专为 AI 负载设计的 Grace。

今年3月,AMD发布了代号为“米兰”(Milan)的7nm服务器芯片,旨在从其竞争对手英特尔手中夺取更多的市场份额。

AMD设计了这款芯片,并委托台积电使用7纳米芯片制造工艺来生产这款芯片。该公司表示,这款芯片的处理速度比目前最好的数据中心芯片更快。

AMD“米兰”服务器芯片对高性能计算和数据中心服务器CPU市场领导者英特尔构成了强大的竞争挑战。

果然,根据AMDQ2财报显示,Zen 3架构的Milan服务器 CPU增长显著, Zen 2 Rome CPU 仍为主要收入来源。

这意味着将继续在利润丰厚的服务器芯片市场抢夺英特尔的市场份额。

与英特尔不同,AMD 跳过了 10nm 工艺节点,该公司一直在采用 台积电的7nm制程工艺制造芯片,并使用 Zen 3 的更新版本。

未来,AMD采用新5nm工艺的 Zen 4 Genoa 处理器将于2022年问世。

英特尔的至强新品总是跌跌撞撞,而AMD 的性能领先优势帮助该公司在过去几个季度中的每个季度都从英特尔手中夺得服务器市场份额。

对于未来几个季度的新服务器市场,EPYC将继续提供领先的每瓦性能,为 CIO 提供强大的至强替代方案,用于除 AI 之外的应用程序。

英特尔:产能受限未来欲借势反弹

今年早些时候,英特尔发布了第三代至强可扩展处理器 Ice Lake,该芯片基于 Sunny Cove 微架构,英特尔首次使用该微架构更新其第10代客户端处理器。

该处理器基于英特尔的10nm+工艺,包括至少 28 个内核,与上一代至强可扩展产品中使用的 Skylake 架构相比,每时钟指令增加了约18%。

英特尔在今年6月份表示,预计 Sapphire Rapids 将在 2022 年第一季度投入生产,预计 8 月份的 Hot Chips 2021 和 10 月份的英特尔创新日将提供更多技术信息。

10nm至强Sapphire Rapids最多可以做到80核160线程,核心数上跟AMD的霄龙可以硬刚了,同时还支持8通道DDR5、PCIe 5．0,还集成了64GB HBM2内存,性能很强悍。

不过,Sapphire Rapids又延期了,本来是想在今年年底推出的,但受产能和工艺的限制,推迟到了明年上半年才能问世;

AMD明年要推5nm Zen4了,预计会升级到96核192线程,这个比赛又得重新开始。

然而,在 2022 年,英特尔有机会借助 Sapphire Rapids 实现反弹,提供更高的性能和新技术。

Arm:服务器芯片最新搅局者

手机市场的火爆带动了Arm架构的繁荣。当Arm发展到Armv8阶段时,他们便计划开始进入服务器领域。

Arm向新领域做拓展的尝试也引起了众多厂商的兴趣,那些拥有Arm架构开发经验的厂商们,也开始向Arm服务器芯片领域进军。

过去几年,基于Arm架构的服务器芯片一直在强化其在数据中心市场的存在感。

去年,结合了 Arm CPU 和 GPU 加速器的富士通Tomitake 超级计算机在日本的 Tomitake 中心运行,赢得了世界上最快的超级计算机称号。

今年3月,Arm发布了下一代 Arm CPU架构Arm v9,新芯片在数字信号处理和机器学习等领域优于旧型号,使Arm系统总体上更加稳健且安全。

去年9月,Arm发布新的Neoverse N2和V1平台;

今年4月,Arm公布了Neoverse V1和N2服务器芯片平台的最新性能数据,其处理能力比上一代N1提高了40%—50%。

如今Arm正式公开两款全新平台的性能、能效、总拥有成本等细节,以及腾讯、阿里等合作伙伴采用该设计的案例,并宣布基于N2的芯片预计将在今年下半年推出。

与数据中心处理器市场领导者英特尔和 AMD相比,Arm在先天功耗优势的基础上,性能越来越接近。

与本地数据中心一样,云数据中心中运行的大多数 Arm 服务器都位于 SmartNIC 等设备上,用于从 CPU 卸载网络处理任务。

随着越来越多的云服务器提供商开始向其客户提供 Arm 服务器,这种情况在过去几年发生了变化。

华为:服务器芯片走出国门

据悉华为已从俄罗斯获得一笔服务器大单,为该国一家企业提供服务器芯片,服务器芯片正是华为自研的鲲鹏920。

这意味着华为的服务器芯片开始走出国门,对于在该行业拥有垄断地位的美国企业来说显然不是好事。

华为在2019年初推出服务器芯片麒麟920,采用7nm工艺生产,可以支持32、48、64个内核,这是它首次推出自己的服务器芯片,此前它的服务器芯片均采用Intel的X86服务器芯片。

俄罗斯也不希望依赖美国的服务器芯片,为了摆脱这种依赖性,看上了华为的鲲鹏920芯片,华为因此斩获了一笔大单,这是华为自主研发的服务器芯片首次走出国门。

如此华为将真正打破了美国企业Intel在服务器芯片市场的垄断地位。

中兴:正悄然布局Arm服务器芯片

去年早些时间,根据中兴通讯在深交所互动平台的发言显示,公司具备芯片设计和开发能力,7nm芯片达到规模量产,已在全球5G规模部署中实现商用,5nm芯片将用于中兴通讯半导体领域,以达到最高标准。

根据中兴Openlab官网中发布的文章显示,中兴在很早就已经开始了Arm架构服务器在电信领域的应用研究,目前拥有成熟的基于Arm服务器的分部署式存储解决方案。

同时,2018年底,中兴与国内某运营商协同完成了面向Arm架构的通讯云测试,可提供整套基于Arm服务器的通讯云解决方案。

如果中兴拥有了Arm服务器芯片,或许也能够助力他们能够再次扩大他们在服务器市场的影响力。

结尾:

总体来看,AMD、Arm正在提高其在服务器芯片市场的竞争力,英特尔面临角色转变,其他巨头的涌入,可谓竞争愈发激烈,伴随着服务器芯片市场的增长势头不断扩充,未来的格局仍未定数。

部分资料参考:半导体行业观察:《服务器芯片市场酝酿变局》,柏铭:《华为再创新功,服务器芯片走出国门,打破美国在该行业的垄断地位》,机器之心Pro:《逆袭英特尔:AMD取得CPU服务器市场十五年来最大胜利》,芯东西:《大举攻向数据中心市场!Arm新服务器芯片设计性能提升50% 》

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