進擊的Arm自研AI芯片,國產芯片能否重塑輝煌?
消息,日本軟銀集團旗下英國半導體IP巨頭Arm計劃開發AI芯片,將成立一個AI芯片部門,目標在2025年春季前構建一個原型,由晶圓代工廠進行的大規模生產預計將于2025年秋季開始。
該報道稱,Arm將承擔初期開發成本,預計將達到數千億日元,軟銀也將出資。軟銀持有Arm 90%的股份。一旦大規模生產系統建立起來,其AI芯片業務可能會被剝離并置于軟銀之下。軟銀已在與臺積電及其他公司就制造問題進行談判,以期確保產能。
此舉是軟銀集團CEO孫正義10萬億日元(折合約640億美元、4640億人民幣)投資計劃的一部分。該計劃旨在將軟銀集團轉變為一家AI巨頭,計劃投資AI芯片、機器人、數據中心等領域。
Arm服務器CPU初創公司們高考的成績,影響著自身的生死存亡,也關乎著國產CPU的未來,還將影響著全球CPU市場的格局。
在Arm服務器CPU的確定性明顯高于AI大芯片的情況下,Arm服務器CPU公司面對的是年出貨量5萬還是50萬顆才能發展壯大?
1、比GPU確定性更高,但錯過熱錢
Arm服務器CPU創業公司錯過熱錢,與Arm CPU在服務器領域的發展密切相關。十多年前,Arm推出了服務器CPU架構,歷經多家公司嘗試,卻遲遲不見起色。見證了這段歷史的晨光認為,Arm服務器CPU經歷了三個階段,才在2019年迎來了iPhone時刻。
最早是2010年左右,以Marvell和Annapurna Labs(2015年被AWS收購)為代表的公司推出了4核Arm 32位CPU試水服務器市場,那時候英特爾x86 CPU在服務器市場的占比高達95%,低功耗和低TCO(總體擁有成本)的Arm CPU沒在服務器市場掀起漣漪。
后來隨著云計算的興起,又出現了以Cavium,AMCC、高通為代表的公司推出了Armv8架構的30-60核的服務器CPU,再次挑戰英特爾在服務器CPU市場的霸主地位,找了包括云原生、云游戲在內的多種應用,突顯Arm服務器CPU多線程的優勢,但單核性能依舊不如英特爾服務器CPU沒能成功。
直到2018年AWS推出第一代基于Arm架構的Graviton CPU,以及2019年推出第二代Graviton CPU,憑借著單核性能接近x86 CPU單核性能的突破,Graviton CPU在AWS的云服務中展現了多核、高性能、低功耗、低TCO的優勢,Arm服務器CPU迎來了iPhone時刻。
此時國內也已經有華為、飛騰、華芯通都在Arm服務器CPU的賽道。
隨著Graviton CPU在AWS云服務中的占比逐步提升,以及Arm在2019年推出面向服務器等市場的高性能Neoverse系列IP,Arm服務器CPU在x86統治的服務器CPU市場里打開了一條裂縫。
可為什么國內Arm服務器CPU初創公司創立的時間集中在2021年下半年?
“2019年美國對華為的禁令,華為一些Arm服務器CPU的人才到了阿里倚天710團隊,后來倚天團隊和華為的人離職創業,國內陸續出現了Arm服務器CPU創業公司。”熟悉Arm服務器CPU的俊杰認為,“除了人才的原因,投資人要選賽道,投完AI大芯片和DPU之后,2021年投資人才看向了資金需求更大以及系統級難度更高的服務器CPU。”
也正是因為CPU的創業熱潮是在AI大芯片和DPU之后,資本可以投的錢已經減少,加之2021年也已經過了大量資本涌入半導體賽道的時候,Arm服務器CPU初創公司的融資金額相比AI大芯片公司少了很多。
“疫情有一些影響,當時我本來準備去看一個Arm服務器CPU的項目,但因為疫情改成了線上,最終沒投。”芯片投資人明哲還是更想投AI大芯片,因為生成式AI的發展會讓AI大芯片爆發。
在高性能CPU行業十幾年的澤宇明白投資人的顧慮,“一方面,英偉達給所有人講述了一個AI芯片誘人的故事,投資AI芯片看起來更有吸引力;另一方面,服務器CPU市場很難出現爆發式的需求增長,市場的確定性已經更高,投資兩種芯片的邏輯不一樣。”
Arm服務器芯片的老兵昊天粗略算了一筆賬,大芯片公司基本要做2-3代產品才能有造血能力,如果使用5nm設計芯片,一代產品至少要7-10億人民幣,三代產品至少需要20-30億,巨大的投資額會勸退不少投資人。
“華為鯤鵬花費近200億才實現了今天的成績,初創公司不花50億也很難做出有競爭力的產品。”錯過了熱錢確實讓一些想要做Arm服務器CPU創業的團隊沒能啟動,留下的團隊進入了“高考”階段。
2、搶下x86服務器CPU的蛋糕
要清楚,Arm服務器CPU最大的競爭對手不是同類的公司,而是x86服務器CPU。“所有的Arm服務器CPU首先對比的對象是x86服務器,如果相比x86沒有TCO優勢,互聯網公司完全可以不選擇Arm服務器CPU。”澤宇非常明確。
“Arm服務器CPU相比x86服務器CPU有算力密度,核數多和性價比的優勢,比如都需要3000個核,單個CPU的核數越多,需要的CPU的數量就少,需要的服務器和機架數量就少,TCO就有優勢。”昊天指出。
只有TCO還不夠,對于已經習慣了x86服務器CPU的用戶來說,即便是從英特爾的x86服務器,切換到AMD的x86服務器,都會給軟件團隊帶來一系列工作,所以就算有20%-30%的性價比,客戶選擇Arm服務器CPU也會有顧慮。
“雖然Arm服務器的生態現在對客戶來說是可用,但客戶總是挑剔的,總希望有更好用,且更穩定的平臺。”俊杰說。
Arm服務器CPU一定要在提供足夠TCO優勢的同時,滿足客戶差異化的需求,才能在云計算市場分英特爾x86服務器的一杯羹。
運營商和信創市場的邏輯有所不同,因為有自主可控的要求,如果Arm服務器CPU擁有架構授權,能夠滿足自主可控的要求,Arm服務器CPU在這兩個市場將更容易分走x86 CPU的蛋糕。
就國內進入高考階段的Arm服務器CPU的公司來說,博瑞晶芯融資較多且有架構授權可高靈活度自研,鴻鈞微有比較堅實的團隊,遇賢微說能用更少的成本設計出產品。
投資人也依舊在持續關注這個賽道,“包括服務器CPU在內的大芯片一定是國內要解決的問題,我一直在看大芯片公司,如果大芯片公司不只是做某一類芯片,而是規劃做幾種芯片像華為一樣有系統級能力,對我來說更有吸引力。”明哲說。
互聯網公司和運營商也是Arm服務器CPU發展的重要推動者,他們可能會采取自研+投資并舉的策略。
至于CPU領域另一個發展迅猛的RISC-V,無論是投資人還是Arm服務器CPU領域的人,短期都不看好RISC-V在高性能計算市場的競爭力。
除了整個行業沒有帶頭大哥在引領RISC-V的發展,在高性能計算市場的生態建設,以及碎片化的問題,都是需要面對的挑戰。
和全球市場一樣,服務器CPU市場正迎來x86和Arm陣營日益激烈的競爭,Arm服務器CPU的成功將會改變市場的格局。
3、國內芯片企業現狀及挑戰
過去幾年,國內不少科技企業圍繞著服務器芯片技術展開了積極的研發工作,并取得了一些階段性的成果。例如,華為公司2019年自主研發的昆侖服務器芯片鯤鵬920已經應用于華為云和一些政府機構。
國產服務器芯片在一些關鍵技術上仍存在差距。與國際領先廠商相比,國產服務器芯片在制程工藝、設計能力以及生態環境等方面還有待提升。關鍵核心技術仍需依賴國外供應商,這也制約了國產服務器芯片的自主可控性。
國內芯片設計公司與國際領先企業相比,在技術和市場經驗方面仍有差距。國內芯片設計公司還面臨著供應鏈和產業基礎設施的挑戰,需要進一步加強與上下游合作,提升整體競爭力。
5G通信技術對芯片提出了更高的性能要求,包括更大的帶寬能力、增強的載波聚合能力和大規模MIMO等。高通、聯發科等芯片巨頭已推出多款5G芯片產品,以滿足5G通信的需求。
人工智能對算力的需求正在快速增長,傳統的CPU和GPU已難以滿足。谷歌、英偉達等公司紛紛推出專用的AI加速芯片,以提供更強的并行計算能力。AI芯片市場正在快速興起。
