被期待,被質(zhì)疑,華為海思自主設(shè)計的ARM芯片究竟怎么樣?

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作者:鐵流

2016-02-01 15:00:13

摘自:雷鋒網(wǎng)

根據(jù)科技部公布的消息,華為海思自主設(shè)計的ARM芯片已經(jīng)流片歸來,并且經(jīng)過多輪調(diào)試,不僅已經(jīng)完成了BIOS和BMC管理軟件開發(fā),還成功開發(fā)了采用該ARM服務(wù)器芯片的雙路服務(wù)器樣機。

根據(jù)科技部公布的消息,華為海思自主設(shè)計的ARM芯片已經(jīng)流片歸來,并且經(jīng)過多輪調(diào)試,不僅已經(jīng)完成了BIOS和BMC管理軟件開發(fā),還成功開發(fā)了采用該ARM服務(wù)器芯片的雙路服務(wù)器樣機。目前,該ARM服務(wù)器芯片已進入試生產(chǎn)階段。那么華為的ARM服務(wù)器芯片能技壓群雄么?

被期待,被質(zhì)疑,華為海思自主設(shè)計的ARM芯片究竟怎么樣?

  華為與某研究所的合作

正如任何技術(shù)都是經(jīng)過時間、金錢、人才積淀出來的,華為的IC設(shè)計能力也經(jīng)過了從合作中學(xué)習(xí)到獨立研發(fā)的過程。

在IC設(shè)計方面,華為顯然算不上宿將,不要說和Intel、IBM、AMD相提并論,即便是同屬ARM陣營的蘋果和高通也有不小的距離——雖然做的都是ARM芯片,但是購買ARM IP核授權(quán)設(shè)計SOC和自主設(shè)計微結(jié)構(gòu)完全是兩個技術(shù)難度。

打個比方的話,ARM出售的IP核就是一間毛坯房,國內(nèi)諸如海思、展訊、全志、瑞芯微、新岸線等IC設(shè)計公司做的工作是對毛坯房進行裝修和出售,在現(xiàn)階段并不具備憑借自身實力構(gòu)建一個毛坯房的技術(shù)實力,由于工作量僅限于軟裝,也就無法查出該毛坯房是否留有后門,無法保障安全可控。

而蘋果和高通是將ARM出售的毛胚房拆除,并在拆除的過程中學(xué)習(xí)ARM構(gòu)建毛坯房的技術(shù),然后重新建造一個毛坯房,再進行軟裝出售,由于整個房子的結(jié)構(gòu)設(shè)計完完全全是自己做到,可以確保沒有后門,而且在技術(shù)實力過硬的情況下,可以設(shè)計出比ARM公版微結(jié)構(gòu)性能更加強勁的產(chǎn)品。

因此,即便是華為海思計過不少SOC,但在微結(jié)構(gòu)設(shè)計上,華為海思在2014年前完完全全是一個新丁,這就迫切需要一個優(yōu)秀的老師引進門。而在IC設(shè)計方面,地處北京的某研究所、地處長沙的某大學(xué)和地處江南水鄉(xiāng)的某研究所堪稱國內(nèi)三大頂尖機構(gòu),在高性能CPU方面有著豐富的經(jīng)驗,華為與某研究所的合作也就理所當(dāng)然了。

在拜訪的過程中,大家形成了共識,那就是單線程性能上不去的話,堆核心數(shù)量沒有意義,設(shè)計一個性能強勁的微結(jié)構(gòu)是當(dāng)務(wù)之急。而X86服務(wù)器芯片性能強勁,ARM要想打入服務(wù)器市場,就必須走低功耗服務(wù)器芯片市場,主打低功耗差異化競爭才能奪取一定市場份額。

但在交流中一些研究所的研究員并不看好ARM服務(wù)器芯片的市場前景,原因有兩點:

一是ARM未必會有多大的低功耗優(yōu)勢。雖然因為X86要兼容過去的8位、16位指令集的歷史包袱,在功耗上確實會大一些(某種說法是5%—10%),但Intel在制程工藝和設(shè)計能力上的優(yōu)勢足以消弭這點劣勢。ARM服務(wù)器芯片面對X86低功耗服務(wù)器芯片未必會具有多少功耗方面的優(yōu)勢,而且性能上很有可能會處于劣勢。

二是軟件生態(tài)問題。雖然ARM 32已經(jīng)有比較完善的軟件生態(tài),但ARM64位指令和32位指令完全是兩回事,兩者無法像MIPS64和MIPS32,X86 64和X86 32那樣完全兼容。所以部分研究員認(rèn)為,因為ARM在服務(wù)器領(lǐng)域的軟件生態(tài)建設(shè)方面尚需時日,若要建成ARM 64的軟件生態(tài)需要投入很大時間、精力和財力,因而會存在一個空檔期。

過去Intel不做低功耗服務(wù)器,僅僅是因為Intel覺得市場相對較小,不太賺錢,所以沒做,并非做不了。當(dāng)ARM要通過做低功耗服務(wù)器侵蝕Intel在服務(wù)器芯片市場的市場份額時,Intel完全可以利用ARM構(gòu)建軟件生態(tài)的空檔期推出自己的低功耗服務(wù)器芯片,使原本ARM計劃以低功耗服務(wù)器侵蝕X86市場份額的做法化為泡影。而這兩年Intel在低功耗服務(wù)器市場發(fā)力的確應(yīng)驗了這些研究員的預(yù)計,一些原本打算做,或正在做ARM服務(wù)器的IC設(shè)計公司一看風(fēng)頭不好,直接掉頭就跑,不做ARM服務(wù)器芯片了。

但即便如此,也許是出于金錢的魔力,該研究所的一個科研團隊依舊與華為共同開發(fā)了一款多核的芯片。隨后,華為也設(shè)立了研究所,并從體制內(nèi)挖出了不少技術(shù)人員從事ARM服務(wù)器芯片的開發(fā),而已進入試生產(chǎn)的ARM 16核服務(wù)器芯片則是華為多年臥薪嘗膽的技術(shù)結(jié)晶。

|華為海思的競爭對手有哪些?

就在1月17日,貴州省人民政府與美國高通公司簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議,成立華芯通半導(dǎo)體技術(shù)有限公司,貴州政府出資18.5億占股55%,高通以技術(shù)入股持股45%。華芯通半導(dǎo)體技術(shù)有限公司將專注于ARM服務(wù)器芯片的開發(fā)。

被期待,被質(zhì)疑,華為海思自主設(shè)計的ARM芯片究竟怎么樣?

由于中國市場潛力巨大,商機無限。而根據(jù)國家相關(guān)文件,要到2020年將政府掌握的60臺服務(wù)器全部實現(xiàn)國產(chǎn)貨替代,加上國家對集成電路產(chǎn)業(yè)的重視,促使地方政府非常熱衷于投資IC設(shè)計行業(yè)。

其實,地方政府并非一定要選擇高通。對貴州省政府而言,并非沒有其他替代選擇,比如可以和國防科大合作,或者和華為合作,哪怕是和龍芯和申威合作定制黨政軍專用服務(wù)器也未嘗不可。也許是一些官僚和專家腦海中國內(nèi)技術(shù)不如洋技術(shù)的觀念根深蒂固,也許是為了沖GDP和渲染政績,于是以非常優(yōu)惠的條件與高通合資——中國地方政府出資18.5億只占股55%,而高通僅以ARM服務(wù)器芯片方面的技術(shù)就占股45%。

而華芯通目前處于草創(chuàng)階段,技術(shù)底蘊幾乎為零,技術(shù)團隊也草臺板子,還在四處挖人的進程中。華芯通的第一款產(chǎn)品很有可能是高通24核服務(wù)器芯片的馬甲,正如宏芯的第一款芯片CP1是IBM Power8的馬甲。

相對于還處于草創(chuàng)階段的華芯通,華為海思可謂兵強馬壯——海思有員工8000余人,而且可以獲得華為的輸血。而華芯通在技術(shù)底蘊上一窮二白,只能指望高通技術(shù)轉(zhuǎn)讓。

因此,現(xiàn)階段華芯通根本不具備和華為競爭的實力——華為海思不是與華芯通較量,而是在與高通斗法。如果說在手機ARM芯片上,因為華為海思麒麟芯片自產(chǎn)自銷的原因,華為和高通的芯片并沒能展開直接競爭,那么兩者在服務(wù)器芯片上將來也許會展開激烈的競爭。

此外,飛騰和AMD都是非常具有潛力的競爭對手。近年來,AMD也開始著手研發(fā)ARM服務(wù)器芯片,雖然A1100采用了ARM Cortex A57,但萬一AMD將工作重心放在ARM服務(wù)器芯片的開發(fā)上,其豐富的IC設(shè)計經(jīng)驗將其產(chǎn)品非常富有競爭力,會成為華為、高通等ARM陣營IC設(shè)計公司的頭號競爭對手。

被期待,被質(zhì)疑,華為海思自主設(shè)計的ARM芯片究竟怎么樣?

  市場如何?

由于無論是高通,還是華為海思設(shè)計的ARM服務(wù)器芯片的單線程性能相對于Intel來說并不強,即便不存在軟件生態(tài)的問題,也不可能憑借性能從Intel手中奪取市場份額。除國防科大的“火星”之外,目前的ARM芯片還只能用于低功耗服務(wù)器領(lǐng)域,例如存儲服務(wù)器領(lǐng)域。

就產(chǎn)品性能而言,華為海思設(shè)計的ARM服務(wù)器芯片的微結(jié)構(gòu),即便因技術(shù)底子相對較薄弱,也因為有ARM公版微結(jié)作參考,所以性能未必會比ARM Cortex A57差多少,而高通的ARM服務(wù)器芯片的微結(jié)構(gòu)性能其實也可以用驍龍820的Kryo做參照,也許并不會比ARM Cortex A72強太多。即便沒有官方公布的準(zhǔn)確數(shù)據(jù),鐵流推測,兩款服務(wù)器芯片的單線程性能差距其實并不大。

從Intel的成功經(jīng)驗來看,最初X86芯片的性能并不強,相對于Power、Alpha、MIPS、SPARC反而是最弱的,但是因為商業(yè)化做得好反而最終逆襲。具體到服務(wù)器方面,Intel的商業(yè)策略相對開放,并拉起了IBM、戴爾、惠普、曙光、浪潮、聯(lián)想等一批合作伙伴,把產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟搭建了起來,而且X86服務(wù)器軟件和硬件是可以獨立的,賣的也更便宜。而像IBM和SUN/甲骨文的Power、SPARC服務(wù)器則是軟件、硬件一體化的,利潤更高,價格也更貴,對用戶而言成本就很高了,進而市場不斷萎縮,陷入惡性循環(huán)。

因此,華為若要在ARM服務(wù)器市場拔得頭籌,就必須有明智的商業(yè)策略和相對低廉的價格。相比較之下,10%—15%的性能差距反而并不會對市場份額占有率產(chǎn)生多大負面影響。而針對ARM服務(wù)器市場來說,現(xiàn)階段還是需要依靠政策保護才能生存的,而在這方面,相對于高通、AMD來說,華為在和中國政府、國企等體制內(nèi)單位有著更為良好的關(guān)系,特別是華為還可以采用自產(chǎn)自銷的方式扶持海思的ARM服務(wù)器芯片,而這是高通很難做到的。因此,華為完全可以依靠垂直整合的優(yōu)勢,和政府、國企更好的關(guān)系,以及在產(chǎn)品商品化、市場化方面的優(yōu)勢,擠壓對手的市場份額,穩(wěn)步提升自己在ARM陣營的市場份額和地位。

當(dāng)然,也不排除華為的ARM服務(wù)器芯片成為ARM進軍服務(wù)器芯片市場慘敗而歸的犧牲品,只能自產(chǎn)自銷或政策保護過日子。但事在人為,若不放手一搏,安知成敗與否。

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