文 | 吳俊宇 陳伊凡

編輯 | 謝麗容

自2018年阿里成立平頭哥半導(dǎo)體，阿里云的自研芯片取得了最新進(jìn)展。

10月19日，阿里云發(fā)布了最新通用服務(wù)器芯片倚天710，以及自研服務(wù)器磐久。倚天710采用5納米工藝，基于ARM最新發(fā)布的ARMv9架構(gòu)。搭載芯片倚天710的磐久服務(wù)器將在今年部署，均為阿里云自用，無對外銷售計(jì)劃。

這是阿里造芯計(jì)劃里，截至目前攻克下的最艱難的一役。

《財(cái)經(jīng)》記者了解到，倚天710項(xiàng)目立項(xiàng)于2019年。平頭哥承擔(dān)了芯片設(shè)計(jì)工作，臺積電是生產(chǎn)代工廠商。

2018年4月，阿里收購了中天微系統(tǒng)有限公司，與達(dá)摩院自研芯片業(yè)務(wù)整合成為獨(dú)立芯片公司平頭哥。2019年7月，平頭哥發(fā)布了RISC-V處理器玄鐵910，當(dāng)年推出云端AI推理芯片含光800。此后兩年，平頭哥并無新款芯片發(fā)布。

此役并不好打。阿里云智能總裁、達(dá)摩院院長張建鋒在接受《財(cái)經(jīng)》等媒體采訪時稱，今年7月，倚天710進(jìn)行了首次流片。初期測試相關(guān)指標(biāo)超預(yù)期，但還需進(jìn)一步測試、驗(yàn)證，才可量產(chǎn)使用。

阿里云自研服務(wù)器芯片，結(jié)合了諸多長中短期內(nèi)外形勢考慮。

其一，主流服務(wù)器廠商均采用了x86架構(gòu)芯片，x86芯片在阿里云的數(shù)據(jù)中心也是主流，自研ARM架構(gòu)芯片，和亞馬遜類似，有長期的戰(zhàn)略考量；

其二，倚天710服務(wù)器芯片從立項(xiàng)、流片過程到未來量產(chǎn)，阿里云要解決的問題不少，這也是接下來的重點(diǎn)，比如，解決和其他相關(guān)廠商的長期關(guān)系，走向共贏；

其三，自研服務(wù)器芯片與阿里云后續(xù)發(fā)展?jié)摿τ心箨P(guān)系，阿里云從軟件向下自研硬件的過程中的邊界問題值得注意；

針對上述問題，10月19日，張建鋒及平頭哥管理層對相關(guān)話題和包括《財(cái)經(jīng)》記者在內(nèi)的部分媒體進(jìn)行了深度探討。

01

為什么是ARM？

目前服務(wù)器芯片架構(gòu)領(lǐng)域，x86、ARM、RISC-V是幾個可選項(xiàng)。

其中x86架構(gòu)是英特爾公司的領(lǐng)地，也是目前服務(wù)器芯片架構(gòu)的主流。全球幾乎90%以上的服務(wù)器芯片架構(gòu)為x86架構(gòu)。x86服務(wù)器芯片架構(gòu)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造均由英特爾完成。下游制造廠商購買芯片，組裝服務(wù)器，再銷售給其他IT廠商，供數(shù)據(jù)中心、大型IT項(xiàng)目使用。

ARM架構(gòu)知識產(chǎn)權(quán)屬于ARM公司，事實(shí)上，ARM架構(gòu)此前普遍應(yīng)用在手機(jī)通用芯片領(lǐng)域，在服務(wù)器領(lǐng)域，ARM是新兵。但結(jié)合其技術(shù)特性和成熟度，ARM架構(gòu)在一些互聯(lián)網(wǎng)巨頭公司頗受歡迎，來基于ARM架構(gòu)來研發(fā)新的服務(wù)器芯片框架。在阿里之前，亞馬遜等云廠商在近些年做了嘗試。ARM架構(gòu)的服務(wù)器芯片需要廠商購買ARM v8、v9架構(gòu)授權(quán)，尋找臺積電等半導(dǎo)體代工廠商進(jìn)行制造，最終運(yùn)用在自身業(yè)務(wù)中。

RISC-V是開源架構(gòu)，相比于x86和ARM的閉源指令集架構(gòu)，既不需要支付版權(quán)費(fèi)用，也可以自行修改使用。RISC-V受到了大量國內(nèi)本土的高校、研究機(jī)構(gòu)、創(chuàng)業(yè)企業(yè)的歡迎，但短板在于更適合中低功耗市場，無法承擔(dān)大規(guī)模運(yùn)算需求，且軟件生態(tài)不夠完善。

英特爾x86架構(gòu)在服務(wù)器芯片市場統(tǒng)治力很強(qiáng)。

2021年9月10日，IDC發(fā)布的《全球服務(wù)器季度跟蹤報告》顯示，x86服務(wù)器產(chǎn)生的收入在2021年第二季度增長2.2%，達(dá)到214億美元。非x86服務(wù)器收入同比下降4.5%，達(dá)到約23億美元。也就是說，x86服務(wù)器收入占全球服務(wù)器收入的90.3%，非x86（包括ARM、RISC-V等）服務(wù)器收入僅占全球服務(wù)器收入的9.7%。

也就是說，ARM、RISC-V等服務(wù)器芯片只占據(jù)了不足10%的市場份額。

x86架構(gòu)服務(wù)器芯片的生態(tài)也更完善。全球首款x86架構(gòu)的服務(wù)器芯片誕生于1989年，距今已有30多年的歷史。

目前，國內(nèi)外主流服務(wù)器廠商均采用了x86架構(gòu)芯片，x86服務(wù)器下游硬件制造商包括惠普、戴爾、浪潮、聯(lián)想等。這四大廠商生產(chǎn)的X86服務(wù)器占全球服務(wù)器總份額47.7%。在傳統(tǒng)IT領(lǐng)域，大部分應(yīng)用軟件也都都基于x86架構(gòu)開發(fā)。絕大部分?jǐn)?shù)據(jù)中心的服務(wù)器均采用了基于x86架構(gòu)的芯片。此外，x86服務(wù)器芯片的特點(diǎn)在于單核性能強(qiáng)、兼容性好，安全計(jì)算能力高。

技術(shù)和市場的成熟造就了x86今天的絕對優(yōu)勢。不過，x86服務(wù)器芯片誕生于傳統(tǒng)IT階段，并非完全根據(jù)云上負(fù)載設(shè)計(jì)。因此，在云計(jì)算場景下，不能滿足一些專業(yè)場景的專業(yè)需求。

這就為ARM架構(gòu)芯片提供了時代機(jī)會。不過ARM在服務(wù)器領(lǐng)域目前仍處于起步階段，份額低，軟件生態(tài)也不完善，但基于ARM架構(gòu)的服務(wù)器芯片通常具有體積小、能效比強(qiáng)，發(fā)熱量低，且價格相對低廉的特點(diǎn)。數(shù)據(jù)中心是能耗、占地大戶，搭載ARM架構(gòu)芯片的服務(wù)器可以緩解上述問題。

嘗試使用基于ARM架構(gòu)的服務(wù)器芯片，最早的是亞馬遜。其AWS Graviton處理器發(fā)布于2018年11月，使用的芯片指令集是ARM v8，定位為“云原生芯片”，對云端基礎(chǔ)架構(gòu)進(jìn)行了針對性優(yōu)化。

阿里云選擇ARM，和亞馬遜有相似的判斷，但具體原因有所不同。

阿里云推出倚天710服務(wù)器芯片，其核心目的在于適配阿里云自身業(yè)務(wù)大規(guī)模、多線程、高并發(fā)的特點(diǎn)。倚天710芯片內(nèi)含128核CPU，主頻最高達(dá)到3.2GHz。有平頭哥技術(shù)人士向《財(cái)經(jīng)》記者表示，多核心處理器在應(yīng)對上述業(yè)務(wù)時，適應(yīng)性更強(qiáng)。

此外，倚天710還對阿里云業(yè)務(wù)進(jìn)行了針對性設(shè)計(jì)。為解決云計(jì)算高并發(fā)條件下的帶寬瓶頸，針對片上互聯(lián)進(jìn)行了特殊優(yōu)化，還試圖通過新的流控算法，緩解系統(tǒng)擁塞，提升系統(tǒng)效率和擴(kuò)展性。

平頭哥技術(shù)戰(zhàn)略副總裁高慧在接受《財(cái)經(jīng)》記者采訪時則稱，云計(jì)算需要降低計(jì)算成本。基于ARM架構(gòu)的處理器通常核心更多、能耗更低。理論上說，在實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的前提下，基于ARM架構(gòu)的服務(wù)器芯片和x86芯片相比，制造成本、運(yùn)營成本都會更低。

02

挑戰(zhàn)何在？

理論更多基于理想狀態(tài)。在現(xiàn)實(shí)層面，倚天710不僅過去解決了大量障礙，未來也還有更多挑戰(zhàn)。張建鋒稱，倚天710其工程難度主要集中在四個方面。

第一，5nm工藝要求極高的設(shè)計(jì)能力。工藝和設(shè)計(jì)需相互匹配，有大量工程問題需要解決，對阿里是一個很大的技術(shù)挑戰(zhàn)。

第二，需要做出技術(shù)判斷。此前尚無廠商使用5納米作為服務(wù)器芯片工藝。采用先進(jìn)的架構(gòu)、制程，需要做更多技術(shù)驗(yàn)證，承擔(dān)更大技術(shù)風(fēng)險。

第三，此類技術(shù)項(xiàng)目考驗(yàn)大型工程管理能力，這對阿里云內(nèi)部組織能力有挑戰(zhàn)。

其四，流片之后的交付還需要克服大量問題。

從技術(shù)判斷看，3納米工藝目前量產(chǎn)存在難度，5納米可以兼顧阿里云當(dāng)下和未來需求。5納米是目前技術(shù)和量產(chǎn)平衡下的最佳產(chǎn)物。也有芯片創(chuàng)業(yè)公司負(fù)責(zé)人稱，倚天710選擇了技術(shù)難度高的技術(shù)方案，無論是5納米工藝制程，還是ARM v9架構(gòu)，此前都未有服務(wù)器企業(yè)同時使用，其技術(shù)成熟度、可靠性要經(jīng)過時間檢驗(yàn)。

人才是決定芯片研發(fā)能否成功的關(guān)鍵。平頭哥技術(shù)戰(zhàn)略副總裁戰(zhàn)略高慧對《財(cái)經(jīng)》記者表示，倚天710團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)豐富，很多核心成員擁有20多年的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)。

在落地過程中，成本也是企業(yè)決策的考量因素。張建鋒稱，倚天710自研過程中未過多計(jì)算成本，但倚天710成本分成四部分，ARM公版架構(gòu)授權(quán)費(fèi)用、研發(fā)工具投入、流片費(fèi)用以及人工成本。以流片費(fèi)用為例，通常一次流片需要數(shù)千萬美金。

阿里財(cái)報顯示，阿里云近兩個季度，利潤剛過3億元。也就是說，倚天710的流片成本可能與阿里云單季利潤相當(dāng)。

后期交付則是未來的最大挑戰(zhàn)。

芯片產(chǎn)業(yè)鏈條包括設(shè)計(jì)、驗(yàn)證、制造和封裝等環(huán)節(jié)。實(shí)現(xiàn)自主設(shè)計(jì)后，量產(chǎn)是另一個難題。中國大陸半導(dǎo)體代工廠中，除了中芯國際可量產(chǎn)14納米工藝的芯片外，其余半導(dǎo)體代工廠可量產(chǎn)工藝皆在28納米及以上。

目前全球范圍內(nèi)，具備5納米工藝生產(chǎn)能力的半導(dǎo)體代工廠僅有臺積電和三星。倚天710的生產(chǎn)制造有賴于臺積電。張建鋒在接受《財(cái)經(jīng)》記者采訪時表示，阿里云正在根據(jù)當(dāng)前產(chǎn)能情況進(jìn)行下一步計(jì)劃。

目前5納米制程芯片是臺積電正在快速增長的新業(yè)務(wù)，尚處在產(chǎn)能爬坡階段。臺積電三季度財(cái)報顯示，其先進(jìn)制程（5納米和7納米）收入占比合計(jì)為52%。其中7納米工藝技術(shù)占據(jù)了晶圓總收入的34%，5納米以18%的數(shù)據(jù)緊隨其后。成熟制程方面，16納米和28納米收入占營收比例分別為13%和10%。

調(diào)研機(jī)構(gòu)Counterpoint今年2月曾預(yù)估，蘋果是臺積電今年最大的5納米客戶，占其總產(chǎn)量的53%。此前臺積電曾公開稱，5納米系列2021年產(chǎn)能擴(kuò)充會比2020年翻倍，2022年將比2020年增長3.5倍以上。

不過，有數(shù)字化領(lǐng)域的資深技術(shù)人士對《財(cái)經(jīng)》記者表示，在全球缺芯潮大背景下，倚天710能否大規(guī)模量產(chǎn)有待觀察，其軟件生態(tài)適配也對阿里云提出了挑戰(zhàn)。

今年4月，一位數(shù)字化企業(yè)高管接受《財(cái)經(jīng)》記者采訪時稱，傳統(tǒng)數(shù)字化企業(yè)的做法是從下往上打（底層硬件技術(shù)到上層產(chǎn)品服務(wù)），發(fā)揮“硬件+芯片”優(yōu)勢。阿里云策略是從上往下打（上層應(yīng)用服務(wù)到底層產(chǎn)品技術(shù)）。阿里的長板是智能，尤其是經(jīng)過真實(shí)業(yè)務(wù)訓(xùn)練的算法模型。但阿里云在補(bǔ)足短板，強(qiáng)化“硬件+芯片+數(shù)據(jù)庫”等領(lǐng)域的布局。

目前，阿里數(shù)據(jù)中心內(nèi)服務(wù)器的主要供應(yīng)商是浪潮。阿里云還同時采用了英特爾、英偉達(dá)、AMD的芯片產(chǎn)品。阿里云向下涉足硬件的過程中，業(yè)務(wù)觸角在變長、變深，這也帶來了另一個問題：阿里云的邊界是什么，是否會對合作伙伴造成威脅？

高慧對《財(cái)經(jīng)》記者表示，倚天710并非要替代市場上同類產(chǎn)品，主要還是為了解決云計(jì)算專業(yè)場景下的專業(yè)需求，為云上企業(yè)提供多樣性選擇。

張建鋒在接受《財(cái)經(jīng)》等媒體采訪時則稱，阿里云業(yè)務(wù)有明確邊界，只承擔(dān)硬件設(shè)計(jì)工作，目的在于讓云計(jì)算的底層硬件更符合自身業(yè)務(wù)需求。芯片、服務(wù)器等硬件的生產(chǎn)，均會交給制造廠商。在阿里云還將繼續(xù)與英特爾、英偉達(dá)、AMD、ARM等合作伙伴保持密切合作，為客戶提供更多選擇。

03

不得不做，也必須做

即便后續(xù)挑戰(zhàn)諸多，但自研服務(wù)器芯片對于阿里云來說，不得不做，也必須做。涉足服務(wù)器自研芯片，更是阿里云“一云多芯”策略，以及“做深基礎(chǔ)”既定戰(zhàn)略的延伸與落地。

隨著上云成為了企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的必選項(xiàng)，不同企業(yè)的計(jì)算需求也正在變得多樣化。一些云計(jì)算客戶既想要英偉達(dá)、ARM芯片的AI推理能力，也想要x86芯片的安全計(jì)算能力，還希望云成本能進(jìn)一步降低。

在過去，同時滿足這些需求，通常要選擇多云協(xié)同，為ARM集群、x86集群分別建設(shè)存儲與網(wǎng)絡(luò)的配套設(shè)備。但這種做法成本高，且浪費(fèi)資源，不同類型CPU共存還會帶來多云管理問題。

阿里云應(yīng)對這些問題的策略是“一云多芯”，也就是用一套云操作系統(tǒng)兼容x86、ARM、RISC-V的硬件服務(wù)器集群，將不同架構(gòu)CPU的算力標(biāo)準(zhǔn)化，向下屏蔽硬件差異性，向上提供一致性服務(wù)。在企業(yè)客戶側(cè)，則是可以同時使用x86、ARM、RISC-V系列服務(wù)器的算力。

倚天710是阿里云推進(jìn)“一云多芯”策略的重要一步。張建鋒稱，正如云上用戶不需關(guān)心服務(wù)器運(yùn)維，他們也不再需要關(guān)心芯片。這是基于云的新型計(jì)算體系的一個重要特點(diǎn)，背后邏輯正是要強(qiáng)調(diào)基于云的特點(diǎn)來構(gòu)建整套硬件的技術(shù)體系。

今年5月，在阿里云北京生態(tài)峰會上，阿里云強(qiáng)調(diào)了“做深基礎(chǔ)、做厚中臺、做強(qiáng)生態(tài)、做好服務(wù)”既定戰(zhàn)略。

“做深基礎(chǔ)”，其內(nèi)涵是，做深云的底座。以飛天操作系統(tǒng)向下延伸，觸及芯片、數(shù)據(jù)庫、路由器、交換機(jī)等硬件，基于云的特點(diǎn)構(gòu)建數(shù)字經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)設(shè)施。這也符合阿里云的定位：不只是云計(jì)算公司，而是數(shù)字經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)設(shè)施提供者。

張建鋒在接受《財(cái)經(jīng)》記者采訪時稱，在“做深基礎(chǔ)”方面，目前阿里云的軟件部分、軟硬件部分在國內(nèi)均處于第一梯隊(duì)。與全球的一些主要競爭對手相比，也沒有代差。

過去阿里云針對云廠商逐漸對數(shù)據(jù)庫等硬件進(jìn)行了針對性優(yōu)化，自研服務(wù)器芯片倚天710意味著云對硬件的定義走到了芯片這個最核心部件。

目前，阿里云正在迎來更復(fù)雜的競爭環(huán)境。

阿里云2021年上半年?duì)I收為328.12億元，經(jīng)調(diào)整EBITA利潤為6.48億元。阿里云已連續(xù)三個財(cái)季盈利，成立11年虧損局面有了實(shí)質(zhì)性的轉(zhuǎn)變，前期戰(zhàn)略投入形成的規(guī)模效益正在逐步釋放。

市場調(diào)研機(jī)構(gòu)IDC數(shù)據(jù)顯示，2021 年第一季度中國云基礎(chǔ)設(shè)施IaaS+PaaS市場增長49%，達(dá)到46.32億美元，阿里云依舊保持首位，市場份額為40%，超其他廠商。

2021年，阿里云在大盤上依舊具備優(yōu)勢，但面臨的挑戰(zhàn)不減。

首先是外部環(huán)境的變化。公有云競爭在進(jìn)一步加劇，政企市場政策監(jiān)管讓行業(yè)門檻變高，教育領(lǐng)域的多輪監(jiān)管打破了云廠商對教育企業(yè)上云的預(yù)期。諸多變化下，阿里云業(yè)績持續(xù)增長的壓力在變大。此外，政企市場作為主要數(shù)字化企業(yè)的重要增長點(diǎn)，對阿里云提出了更高的服務(wù)要求。

《財(cái)經(jīng)》記者了解到，阿里云過往行業(yè)客戶服務(wù)團(tuán)隊(duì)集中在北京、杭州，而目前正在改變這一做法，強(qiáng)化在地化服務(wù)的能力。

在“做強(qiáng)生態(tài)”層面，阿里云還在進(jìn)一步打通上下游產(chǎn)業(yè)鏈，覆蓋咨詢規(guī)劃、落地實(shí)施、后期運(yùn)營的數(shù)字化周期。

在“做厚中臺”層面，釘釘正沿著“中間平臺”，下連云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施、上連企業(yè)關(guān)鍵應(yīng)用的方向前進(jìn)。它扮演了協(xié)同辦公平臺、應(yīng)用開發(fā)平臺的雙重角色，覆蓋企業(yè)的組織數(shù)字化、業(yè)務(wù)數(shù)字化需求。

對阿里云而言，做深基礎(chǔ)、做厚中臺、做強(qiáng)生態(tài)、做好服務(wù)的既定戰(zhàn)略仍在進(jìn)一步落地。推進(jìn)芯片業(yè)務(wù)、完善軟硬件生態(tài)，是應(yīng)對市場變化，保持戰(zhàn)略韌性的重要舉措之一。

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