云巨头入局带动，Arm架构服务器CPU未来10年增长超10倍

文/杨剑勇

第三方调研机构IT BRAND PULSE最近发布关于服务器产品领导者的2021年IT专业人士投票结果，亚马逊云科技的Graviton处理器在市场、价格优势、性能、可靠性和创新五个方面的投票都高居第一位。据了解，亚马逊云科技2018年底首次公开基于ARM架构处理Graviton的云实例EC2 A1，对部分工作负载能耗降低高达45%。2019年底发布基于Arm架构的Graviton2处理器，相较x86同类产品计算容量提升4倍，性价比提升高达40%。

亚马逊云科技被评选为Arm服务器处理器领导者，两年多时间就深深扎根到IT专业人士心中，着实让人意外。目前，基于Graviton2处理器的EC2实例也正式在亚马逊云科技中国区域上线提供。需要指出的是，ARM作为全球领先的半导体知识产权（IP）提供商，全球智能手机和平板电脑几乎都采用ARM架构，包括苹果、高通等采用ARM构架来设计芯片。

在智能终端以外，ARM不断延伸至物联网、数据中心等领域，向传统CPU英特尔领地发起进攻。特别在英伟达加持下，ARM生态不断扩展，从云端带到边缘、物联网和超级计算在内的各个领域。包括英伟达推出了三款基于Arm IP构建的新处理器。其中，Grace是基于Arm架构，具有革命性数据中心CPU。基于Grace的系统与英伟达GPU紧密结合，性能将比目前最先进的NVIDIA DGX 系统（在 x86 CPU上运行）高出10倍，包括助力瑞士国家超级计算中心打造世界上性能最强的AI超级计算机。

与此同时，在PC、服务器市场，随着ARM生态阵营不断扩大，包括苹果、华为、亚马逊等厂商采用ARM设计芯片，对产业链影响深远，其他品牌可能会加大ARM架构上发力。苹果基于ARM设计M1芯片，作为一款低能耗芯片，带来了Mac一次重大飞跃。在今年春季发布会上，库克表示搭载苹果自研芯片M1的Mac电脑销量已经超过了搭载英特尔处理器的Mac电脑。且新款iPad Pro也用上了这款芯片，速度刷新iPad记录。

此前苹果官方介绍显示：M1拥有苹果公司迄今最快的中央处理器核心。为此，英特尔新上任的CEO曾声称要在PC市场造出比苹果M1更好的芯片。在服务器领域，包括华为积极发展ARM服务器芯片，还有亚马逊云科技也在采用ARM设计芯片，甚至此前有传微软也将加入ARM阵营。

众多巨头加入ARM阵营，预示着生态越来越完善，在服务器市场份额不断飙升。根据权威调研机构IDC此前发布的数据显示：2020年第三季度，基于Arm的服务器同比增长了430.5%，2020年第四季度同比增长了345%。尽管基数很小但仍在增长。当前，Arm架构处理器在服务器市场的应用正处于快速上升时期，另据Statista预测，到2028年，Arm架构处理器在数据中心和云的市场份额将从2019年的5%增长到25%。2028年的市场规模将达到580亿美元，比2019年的14倍还多。

图 Arm架构企业级服务器处理器全球收入(2019-2030)

除智能手机、平板电脑等智能终端设备外，ARM在服务器、数据中心市场地位不断提升。而英伟达以400亿美元收购，倘若这一交易达成，两者在云计算、企业和边缘数据中心、超级计算、PC等市场中竞争将进一步提升。当然，从个人PC到服务器，英特尔依旧是计算芯片领导者。在2021年英特尔架构日上，介绍了专为数据中心设计的下一代英特尔至强可扩展处理器Sapphire Rapids，可在不断变化且要求日益增高的数据中心使用中提供可观的计算性能，并对工作负载进行优化，以在云、微服务和AI等弹性计算模型上提供高性能。

只是面对AMD、ARM等芯片厂商的进攻，英特尔核心CPU也将遭遇重大考验，且市场份额不断提升，也印证受到市场青睐。以亚马逊云科技为例，作为数据中心基础设施研究、数据和分析的IT Brand Pulse数据显示，在基于 arm 的服务器 CPU领域中，亚马逊云科技强大的品牌认知度和创新精神导致 64%的 IT 专业人士选择 Graviton 作为基于亚马逊云科技的服务器 CPU 的市场领导者。

借助ARM，搭载Amazon Graviton2的Amazon EC2 X2gd与当前基于x86的X1实例相比，新一代X2gd实例用于内存密集型工作负载的性价比提高了55%。基于Arm架构的Amazon Graviton2处理器自2020年5月上市以来，众多已经使用基于Amazon Graviton2实例的客户，包括Domo、F1方程式赛车、Snap等。亚马逊云科技负责Amazon EC2的副总裁David Brown对此表示，“事实证明，Graviton2处理器非常受客户欢迎，因为它们在性能上有很大提升，同时还能显著降低各种工作负载的成本。”

最后，在人工智能时代，数据中心地位愈显重要。来自Synergy Research 数据显示：截至2021年第一季度末，全球超大型数据中心数量达到 625 个，过去四个季度中，超大数据中心服务商主要是亚马逊、微软、谷歌和 Facebook。与此同时，还有阿里巴巴和腾讯等。主要疫情促使各行业智能化转型加速，导致对云服务需求剧增，从而促使云服务巨头不断扩大数据中心规模，以此满足社会智能化转型需求。

而ARM与英伟达结合，包括亚马逊云科技、微软Azure、Google Cloud谷歌云、阿里云、百度智能云都在将搭载了NVIDIA的技术整合到他们的服务和产品中。由此推动数据中心板块营收强劲增长，截至2021年8月1日的第二季度，英伟达数据中心收入达到23.7亿美元，同比增长35%。整体营收同比增长68%至65亿美元。

营收与净利润强劲增长，使得英伟达在资本市场继续走高，当前市值4934亿美元。整体来看，在物联网、人工智能带来的智能化浪潮下，能为半导体厂商带来巨大机遇。

杨剑勇，福布斯专栏作家，并获得网易2020年度最具影响力奖，致力于深度解读物联网、云计算和人工智能等前沿科技，观点和研究策略被众多权威媒体和知名企业引用。