苹果M1对Arm的重要意义

来源：半导体行业观察

自从苹果在今年夏天宣布将结束与英特尔近15年的合作以来，我一直在耐心地等待，看看苹果在Arm Mac上的第一次破解将如何进行。到目前为止，它看起来很有希望，但并非没有挑战。

首先要说的是，这篇文章不是对任何一台机器的评论，因为我的经验还没有像Moor Insights and Strategy的经验那么关键，也没有 像The Verge的那样辉煌。这些机器的电池寿命长，性能更好，最重要的是，我每天使用的所有软件都可以正常工作。

我还需要提醒一下。大多数软件尚未在这些计算机上本地运行。取而代之的是，为Intel Mac编写的应用程序通过Apple称为Rosetta 2的翻译层运行。至少对我而言，它可以正常工作。Photoshop和Lightroom都很快，而Zoom和Webex并没有给我带来任何麻烦。但是您的体验可能会有所不同。Moor Insights and Strategy的总裁兼首席分析师Patrick Moorhead在其评论中就报告了许多软件问题。

这种软件和硬件的混合对于Arm在个人计算机中的表现效果至关重要，就像在数据中心和云中一样。但是，与Mac一样，数据中心中的软件负担似乎不再是路上遇到的麻烦。

就硬件而言，Ampere产品高级副总裁Jeff Wittich认为，数据中心内Arm的最大障碍不是技术问题，而是生态系统问题。您不再需要构建快速高效的芯片，而是要说服人们使用它并为其编写代码，因为Arm本身已尽职尽责以简化工作。

Wittich在接受SDxCentral采访时说，Apple M1是Arm在客户领域的“分水岭”，寓意着数据中心不可避免地转向Arm。

他说，毫无疑问，苹果公司的M1将会吸引更多的人，并将开发人员从x86转移到Arm。“现在，他们拥有一台可以在其上书写代码的机器。”

Ampere对Arm在数据中心的成功拥有既得利益。该公司是最早生产基于Arm的服务器芯片的公司之一，该服务器芯片通常可在亚马逊和微软等少数公共云产品之外使用。

去年冬天，该公司宣布了一种 名为Altra的80核数据中心芯片，并在今年夏天推出了密度更高的版本，最多有128个核，称为Altra Max。

但是，Ampere不是这场比赛中唯一的玩家。Marvell和亚马逊已经投入巨资建立了基于ARM的芯片用于云计算。

今年春天，Marvell推出了其第三代ThunderX芯片。7纳米处理器将提供60至96个内核，具体取决于使用的是单芯片插槽还是双芯片插槽。得益于其4路SMT，这些内核中的每个内核都提供四个线程（双管芯插槽上最多384个）。

根据Marvell ThunderX3的首席架构师Rabin Sugumar的说法，该新芯片在高度线程化的工作负载（例如人口众多的MySQL数据库）中提供了性能上的显着提高——比上一代ThunderX2提升了300％。

追求更高的每瓦性能似乎正在推动Arm的增长，如果您想证明证据，那就看看富士通的Fugaku超级计算机。这款基于Arm的系统位于“全球500强”的前列，并且以前是“绿色500强”，后者按每瓦性能对超级计算机进行排名。尽管仍然是性能冠军，但此后效率下降到了第十位。

看到Arm在高性能计算中的成功，包括Amazon，Microsoft和Oracle在内的数家云提供商已开始采用或开发自己的基于Arm的处理器。

12月初，亚马逊网络服务首席执行官安迪·贾西（Andy Jassy）表示该公司对定制芯片的计划，宣布该公司将把更多的公共云产品转移到Graviton2等芯片上，该芯片于今年春天推出。

Graviton2是该公司的第二个内部开发的通用计算处理器。它基于Arm的64位Neoverse微体系结构，并使用7纳米制造工艺构建。Jassy说：“几年前我们意识到，如果我们想继续将价格极限提高到性能，我们知道我们将不得不开发自己的芯片。”

尽管Jassy向Intel和AMD保证了它们的芯片不会很快上市，但消息却很明确：AWS的未来将不会在传统架构上铺平道路，而将在专用芯片上铺平道路。

亚马逊似乎也不是唯一相信这一点的云提供商。去年12月中旬，彭博社援引微软内部匿名消息来源报道，该软件和云巨头正在开发自己的基于Arm的数据中心芯片，以与亚马逊竞争。

苹果与英特尔的“分手”可能不会对英特尔的利润产生明显影响。根据Statista的说法，它看起来虽然并不好，但是Mac仅占所有PC销量的14.5％。相比之下，英特尔拥有超过60％的PC市场，而AMD则声称拥有37.3％的健康市场。

在数据中心领域，据估计，英特尔的市场份额在所有销售服务器的90％左右。如果仅看市场份额，英特尔显然是赢家，但损失最大。

只有当您开始考虑公司的产品路线图并将其竞争考虑在内时，趋势才开始出现。

尽管英特尔可能是目前的佼佼者，但近年来它的技术领先地位几乎已经消失。该公司的旗舰Xeon可扩展处理器，即使是第三代产品，也仍然基于已有6年历史的14纳米制造工艺。预计该公司要等到2021年某个时候才能推出其首款10纳米至强处理器，而即将推出的7纳米工艺已经推迟到2022年末或2023年初。

相比之下，AMD现已使用一年的EPYC 2处理器（代号为Rome）基于台湾半导体制造公司的7纳米制造工艺。这使该公司能够生产多达64核的芯片，是英特尔最高规格Xeon的两倍多。

但是，在两家公司的财务中可以找到这种不断扩大的技术鸿沟的最好证据。在过去的两个季度中，英特尔一直很艰难，因为该公司一直在努力应对期限日益缩短的挑战，而如今数据中心的收入却在下降。在英特尔2020年第三季度收益期间，该公司报告收入同比下降4％，净收入下降近30％。相比之下，AMD在同一季度的收入同比增长了56％，净收入增长了一倍以上。

根据IDC最近的一份报告，尽管Arm在当今的数据中心和云市场中仍然只占很小的一部分，但这种变化可能会迅速改变。

“运行AMD CPU的服务器的全球收入同比增长112.4％，而基于ARM的服务器的收入同比增长430.5％，尽管收入基础很小，”IDC基础架构平台和高级研究分析师Paul Maguranis说。 

尽管发展势头强劲，Dell'Oro研究总监Baron Fung并不认为英特尔会失去很大的市场，至少在新的一年不会如此。

“我们预计，到2021年，英特尔将保持强大的领导地位。在十大云服务提供商中，英特尔仍然占有主导地位。随着新的英特尔Ice Lake处理器的出现，这一市场将在2021年得到扩展。平台”，他在最近的博客文章中写道。

但是，尽管Baron还不相信英特尔有失去王位的风险，但他确实希望AMD将继续获得市场份额，并且使Arm可以在“利基市场和应用程序”中崭露头角。

当问到英特尔针对微软传闻中的数据中心芯片看法时，英特尔再次表达了他们对其对在CPU、GPU和FGPA市场中获得市场份额的能力的信心。

英特尔发言人在提供给SDxCentral的一份声明中说：“由[人工智能]等新工作负载推动的对计算的惊人需求正在推动云计算中更多的硅实验。” “基于数十年的x86生态系统创新，我们致力于为客户提供世界上最好的CPU以及从GPU到AI芯片的新产品。在这个不断发展的市场中，我们希望在AI训练，5G网络，图形和自动驾驶等许多领域获得份额。”

是的，与英特尔或AMD相比，Arm the a a在数据中心的市场份额绝对是很小的，但Ampere、Marvell和亚马逊的努力为“实验”确实有些道理。如果像微软，亚马逊或甲骨文这样的云提供商如果不提供英特尔无法提供的功能，为什么会对其进行“实验”？

如果Nvidia能够在今年完成400亿美元收购Arm的交易，事情将会变得更加有趣。该公司表示有兴趣扩大Graviton2，ThunderX2和Altra中使用的Neoverse微体系结构的开发。而且，这些相同的芯片制造商可以很快获得Nvidia自己的GPU知识产权的许可，并将其集成到未来的设计中。

Arm也没有静止不动。今年秋天初，芯片设计师宣布了其更新的Neoverse架构，该架构有望在消耗相同功率的同时，将性能比上一代N1设计提高40％至50％。该公司还详细介绍了一个新的Neoverse变体，该变体旨在与Intel在单线程工作负载中脱颖而出。

Arm希望Neoverse芯片不仅可以在CPU中应用。该公司的目标是大量使用案例，例如SmartNIC，云，企业网络，以及边缘优势，即每核性能仅次于核数或能效。

换而言之，即使Arm在接下来的12个月内不能推翻Intel或AMD，但它肯定也不会很快消失。