服務(wù)器市場(chǎng)迎來(lái)新變革，X86架構地位不穩，獲華為、亞馬遜站隊的Arm能抓住機會(huì )嗎？

要在服務(wù)器市場(chǎng)中占得一席之地，Arm似乎還需要花些力氣。

2020年前后，Arm在服務(wù)器市場(chǎng)越來(lái)越得勢了。

幾個(gè)月內，亞馬遜AWS、Marvell、Ampere等陸續推出了，基于A(yíng)rm架構設計出的服務(wù)器芯片新品，而此前就有華為站隊，Arm服務(wù)器陣營(yíng)的影響力可以說(shuō)日趨強大。

在拉斯維加斯的re：Invent大會(huì )上，亞馬遜AWS CEO Andy Jassy就直接對外表示，他們不再需要大量的x86處理器來(lái)運行工作負載了。Arm成了不二人選。

然而也不乏反對聲，此前Linux創(chuàng )始人Linus Torvalds就公開(kāi)說(shuō)出了自己的想法，稱(chēng)ARM架構無(wú)法在服務(wù)器領(lǐng)域取得成功。而有一個(gè)事實(shí)是，自2008年就開(kāi)始嘗試服務(wù)器市場(chǎng)的Arm確實(shí)一直都沒(méi)有真正進(jìn)入這個(gè)市場(chǎng)。

可以說(shuō)，Arm是否能夠進(jìn)入服務(wù)器市場(chǎng)一直是行業(yè)內，一個(gè)為人所津津樂(lè )道的話(huà)題。而因為今年市場(chǎng)形勢的變化莫測和Arm技術(shù)的更進(jìn)一步成熟，Arm的局面似乎要逼近了翻盤(pán)。

此Arm非彼Arm

不久前，Ampere在發(fā)布新品時(shí)就特別贊許了ARM架構技術(shù)的進(jìn)步，要知道這家初創(chuàng )公司的團隊大多具備Intel服務(wù)器架構的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗。

對于A(yíng)RM架構，他們特別提到了這幾個(gè)方面，“經(jīng)過(guò)了過(guò)去幾年的發(fā)展，ARM架構的綜合能力已經(jīng)具有領(lǐng)先數據中心的性能和能效要求。同時(shí)，Arm軟件的生態(tài)現在基本上已經(jīng)成熟了，所有數據中心都可以基于A(yíng)RM運行的，不僅僅是操作系統、中間件等，還包括應用。”

其實(shí)，2008年Arm巨額投資Calexda開(kāi)始，它醞釀服務(wù)器市場(chǎng)的計劃就顯露出來(lái)，而發(fā)展至今，盡管具有低功耗的優(yōu)勢，ARM架構在性能上一直不及X86，因此業(yè)內也只是在建設冷數據的存儲中心會(huì )采用功耗相對較低的ARM架構。

當時(shí)想要打破Intel的服務(wù)器生態(tài)，著(zhù)實(shí)是一件難度比較高的事情。有統計數據表明，在2008年到2013年期間，X86 CPU性能基本保持年度復合增長(cháng)在60%左右性能的增長(cháng)。

不過(guò)，隨后幾年，X86處理器架構的性能增長(cháng)大幅下降，這給了市場(chǎng)中其他競爭者機會(huì )，比如可以替代英特爾的AMD。

但Arm與AMD們不太一樣，它想要做的不僅僅是性能相當的替代，還要把“低功耗”優(yōu)勢做進(jìn)服務(wù)器市場(chǎng)。

選擇這樣做的原因很簡(jiǎn)單，數據中心的能耗成本與日俱增。有數據顯示，一個(gè)典型的IT機柜的能耗曾是1-3千瓦，而現在機柜常見(jiàn)的負載為20-40千瓦。隨著(zhù)性能增加，機柜的能耗還會(huì )繼續增加。

谷歌當時(shí)選擇自研TPU就與能耗有很大關(guān)系。當時(shí)谷歌負責全球基礎設施業(yè)務(wù)的Joe Kava就透露，谷歌在2015年使用了5.7太瓦時(shí)的能源。他說(shuō)，“數據中心的能耗占去了大半，這也是谷歌緣何能成為云計算園區可再生能源的頭號買(mǎi)家。”

其實(shí)，在國內大規模推動(dòng)數據中心建設時(shí)，能耗過(guò)高的問(wèn)題同樣會(huì )困擾著(zhù)阿里、騰訊等互聯(lián)網(wǎng)巨頭，因此Arm的勝算也會(huì )更多。

其實(shí)通過(guò)市場(chǎng)評價(jià)來(lái)看現在的Arm，對標X86，如今的它其實(shí)具備抗衡能力。

首先Arm有強大的生態(tài)，而且低功耗的優(yōu)勢很明顯。因此尤其隨著(zhù)近幾年云計算市場(chǎng)需求興起，云—邊—端被提出來(lái)后，超大規模、邊緣側等各類(lèi)數據中心對功耗要求越來(lái)越高，Arm也自然會(huì )被越來(lái)越多的廠(chǎng)商考慮。

同時(shí)難能可貴的是，ARM架構的性能有了比較顯著(zhù)的提升。有用戶(hù)在評測基于A(yíng)RM架構搭建的華為鯤鵬服務(wù)器和傳統X86架構服務(wù)器時(shí)，已經(jīng)發(fā)現ARM架構的計算性能表現十分逼近X86架構了，這一點(diǎn)讓Arm的最大短板得到了彌補。

機遇與挑戰并存，廠(chǎng)商站隊各有想法

目前，選擇ARM架構來(lái)搭建服務(wù)器的廠(chǎng)商，已經(jīng)不少。其中不乏亞馬遜、華為這樣的頭部廠(chǎng)商，同時(shí)Marvell、Ampere以及國內的飛騰還在基于A(yíng)RM架構來(lái)做服務(wù)器芯片研發(fā)。

可以說(shuō)，綜合考慮市場(chǎng)和Arm技術(shù)本身，各家廠(chǎng)商站隊Arm生態(tài)各有各的原因，而正是這些“原因”，構成了Arm可以預見(jiàn)的未來(lái)。

在華為全連接大會(huì )上，就為什么棄用X86而選擇“性能要差些”的Arm，胡厚崑給出了這樣的解釋?zhuān)?ldquo;Arm在手機生態(tài)上的優(yōu)勢會(huì )向數據中心延伸，以前Arm在數據中心推廣的主要瓶頸是性能，而華為發(fā)布的鯤鵬920是兼容Arm的，由于技術(shù)創(chuàng )新，性能超越了業(yè)界主流通用CPU 25%以上。”

同時(shí)，他還補充說(shuō)，“客戶(hù)對ARM架構的需求也隨著(zhù)手機算力向云端遷移增長(cháng)，如果云端使用X86架構將會(huì )損失40%的性能，使用ARM架構則會(huì )增加40%，這也是華為支持ARM架構的原因之一。”

其實(shí)從胡厚崑的解釋中，我們能夠看出，華為想要打造屬于自己的生態(tài)，因此Arm的強大生態(tài)是它非?？粗氐?，而在性能方面，華為用自身的設計去做了改進(jìn)和彌補，這里面有很大的原因是出于一家大廠(chǎng)的自信。

當然，華為自然也有自己的戰略布局考慮。其實(shí)“全連接”傳達出的就是華為要打通移動(dòng)終端和服務(wù)器端生態(tài)的想法，從這個(gè)戰略角度來(lái)看，對華為來(lái)說(shuō)，沒(méi)有什么比ARM架構更合適。

而亞馬遜選擇Arm的原因則更簡(jiǎn)單，它就直接對外宣稱(chēng)，因為采用基于A(yíng)RM架構設計的云服務(wù)器芯片Graviton，有部分工作負載可以降低45%。

其中，亞馬遜AWS對外提供的Amazon EC2服務(wù)就是基于A(yíng)RM架構做的?？梢钥闯?，與華為有些不同，亞馬遜選擇Arm很大程度上是為了做出更加滿(mǎn)足自身服務(wù)需求的“定制化”芯片，因為可以基于A(yíng)RM架構來(lái)進(jìn)行芯片設計，而Amazon EC2服務(wù)也有了諸多創(chuàng )新，比如良好的可伸縮性等，以滿(mǎn)足云服務(wù)的需求。

再看基于A(yíng)RM架構做創(chuàng )新型的服務(wù)器芯片廠(chǎng)商，其想法也有些與亞馬遜不謀而合。Ampere在接受采訪(fǎng)時(shí)，就表示Arm的生態(tài)系統已經(jīng)有了大幅度的成熟，而基于A(yíng)rm設計的芯片，可以滿(mǎn)足云端的需求。

“經(jīng)過(guò)過(guò)去幾年的發(fā)展，ARM架構已經(jīng)具備一定競爭力。同時(shí)云端發(fā)生了很大的變化，尤其是可預測的性能、平臺可擴展性等需求的變化，市場(chǎng)也在反推芯片設計的創(chuàng )新。”

事實(shí)上，如Ampere提到，不同于傳統數據中心，隨著(zhù)市場(chǎng)發(fā)展，存儲數據中心、控制中心、計算中心和網(wǎng)絡(luò )中心等多樣終端出現，這帶來(lái)了多樣的需求，尤其是云需求給新入局者創(chuàng )造了很多機會(huì )，這是ARM架構重新獲得進(jìn)入市場(chǎng)機會(huì )的一個(gè)重要原因。

性能不可妥協(xié)，成本難降或催生新商業(yè)模式

不難發(fā)現，Arm能夠逐漸被認可，除了本身的生態(tài)優(yōu)勢，其在技術(shù)上的進(jìn)步，以及整個(gè)市場(chǎng)需求的變化，多方面因素促成了這樣的市場(chǎng)選擇，也幫助Arm打開(kāi)了市場(chǎng)的突破口。

但正如當下很多廠(chǎng)商仍然在猶豫一樣，大家沒(méi)有選擇Arm，關(guān)鍵就在于性能。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，性能不足是硬傷，即便在其他方面有諸多優(yōu)勢，再有潛力也難受到大家的廣泛認可。

事實(shí)上，也確實(shí)如此，因為ARM架構的不成熟，它極易造成數據中心的不穩定和不安全，從而造成大面積宕機現象，其問(wèn)題的嚴重性也自然高于成本等其他因素。

那如果不采用ARM架構，還有什么方式可以降低能耗，或者說(shuō)成本？

依據業(yè)內的分析，性能提升、功耗降低基本不成現實(shí)。但是有人提出，其實(shí)可以考慮通過(guò)云定價(jià)模式來(lái)開(kāi)發(fā)新的商業(yè)模式，以?xún)?yōu)化能耗成本，比如基于負載流量的動(dòng)態(tài)路由機制設計最優(yōu)服務(wù)定價(jià)策略。

這不失為一個(gè)可行的好辦法。

提出該辦法的作者就指出，當下很多研究者大多是從降低能耗總量的角度出發(fā)去研究各種數據中心節能技術(shù)，但是這些技術(shù)并沒(méi)有考慮定價(jià)機制對能耗優(yōu)化技術(shù)的影響。

而無(wú)論是提供云服務(wù)的廠(chǎng)商，還是數據中心運營(yíng)方，大家其實(shí)最關(guān)注的還是自身利益的最大化，因此能夠研究出定價(jià)與能耗優(yōu)化之間的關(guān)系，給出最優(yōu)的定價(jià)策略和能耗成本優(yōu)化方案，這可以說(shuō)是必由之路，也將促進(jìn)云計算市場(chǎng)的健康發(fā)展。

作為國內最大的云服務(wù)提供商，阿里云的營(yíng)收增速雖然很快，但該業(yè)務(wù)的虧損已經(jīng)是一個(gè)公開(kāi)的秘密。在阿里巴巴2019年年報中，我們就能看出，作為阿里四大核心板塊之一的云計算業(yè)務(wù)，雖然2019財年的營(yíng)收為240.8億元，達到了2015年的近20倍，但是其虧損是在持續擴大。這里面，很大的原因就在于不斷增加的成本投入。

總體來(lái)說(shuō)，一邊是成本，一邊是性能，云計算廠(chǎng)商其實(shí)已經(jīng)陷入兩難的境地，而想要化解該難題，多半需要仰仗芯片和架構提供商們了。這是Arm和其他新玩家的機會(huì )。

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