文 | 芯東西 ZeR0
編輯 | 漠影
在近五年的CPU創(chuàng)業(yè)潮中，Ampere Computing無疑是最為風生水起的創(chuàng)業(yè)公司之一。
這家由英特爾前總裁詹睿妮在2018年創(chuàng)辦、全球最大數據庫巨頭甲骨文和最大半導體IP供應商Arm參投的芯片創(chuàng)企，正憑借基于Arm的云原生服務器CPU，在云端數據中心市場跑馬圈地。
今年4月11日，Ampere Computing（以下簡稱“Ampere”）宣布已秘密申請在美國IPO，就在即將奔赴上市路的關卡，它又對外公布了最新戰(zhàn)略及產品路線圖：其80核和128核服務器CPU已交付客戶，今年即將推出的AmpereOne新品采用5nm工藝，基于自研核心，支持PCIe 5.0和DDR5，已處于向客戶送樣階段。
▲詹睿妮展示AmpereOne芯片
盡管過去一年全球性事件頻發(fā)、供應鏈面臨挑戰(zhàn)、疫情影響反復，Ampere在順利實現產品交付的同時，還將團隊規(guī)模擴大了1倍。
如今，其客戶陣容囊括微軟Azure、甲骨文、百度、騰訊云、字節(jié)跳動、阿里云、京東云、金山云、美團、網易、優(yōu)刻得等知名互聯網企業(yè)及云計算大廠，已有40多個服務器平臺支持其Altra系列處理器，全球7大超大規(guī)模數據中心均在部署Ampere的產品。
這家年僅4歲的創(chuàng)企，如何做到在巨頭把守的服務器CPU領域異軍突起，成為與英特爾在數據中心市場對決的Arm生態(tài)陣營核心玩家？
01.前英特爾最具權勢的女高管創(chuàng)辦，核心研發(fā)團隊大牛輩出
如果盤點全球芯片界女中豪杰，必然少不了詹睿妮（Renee James）的名字。
詹睿妮本碩畢業(yè)于美國俄勒岡大學，在VMware做過7年獨立總監(jiān)兼審計委員會成員，隨后于1987年加入英特爾，并為其效力長達28年。
她曾是硅谷傳奇領導者、英特爾前CEO安迪·格魯夫（Andy Grove）的技術助理，被稱作“將軟件放在英特爾地圖上的人”，在她的帶領下，英特爾完成了兩宗重要的軟件公司收購：2009年以8.84億美元收購嵌入式軟件供應商風河，2010年以76億美元收購安全軟件公司McAfee。
2013年中到2016年初，詹睿妮成為英特爾史上第一位女總裁，是當時的英特爾“二號人物”。在辭去英特爾總裁職務后，她轉而加入知名資產管理公司凱雷集團（Garlyle Group）。
她的芯片創(chuàng)業(yè)旅程，亦是從凱雷集團開始萌芽。
這就要提到另一家美國老牌芯片公司Applied Micro Circuits，它成立于1979年，是最早做64位Arm服務器處理器的公司之一。
該公司在2017年初被美國模擬射頻、微波和光學半導體產品供應商MACOM收購。隨后在同年10月，MACOM同意將其“X-Gene”ARMv8 64位芯片服務器技術出售給凱雷集團支持的初創(chuàng)公司Project Denver Holdings。
▲Appied Micro歷史產品路線圖
這個業(yè)務后來便以Ampere Computing的身份重啟，由詹睿妮擔任新公司的董事長兼CEO。
據說，Applied Micro的300人開發(fā)團隊基本上都加入了這家新公司。2018年創(chuàng)立后，Ampere快速啟航，運營頭一年，團隊就擴張至400人，并發(fā)布了其第一款16nm服務器CPU芯片。
▲Ampere首款基于Arm的服務器芯片
除了有詹睿妮坐鎮(zhèn)外，Ampere還吸引了許多聲名赫赫的芯片大牛加盟。
比如，其首席架構師是在英特爾工作超30年、曾任英特爾產品架構總經理和副總裁的Atiq Bajwa；其硬件工程執(zhí)行副總裁是在英特爾工作26年、領導多代處理器開發(fā)的Rohit Vidwans；其首席產品官是在英特爾工作15年、領導研發(fā)第5代至強的Jeff Wittich；還有前AMD芯片架構師Greg Favor任其高級研究員……
此外，據說詹睿妮與甲骨文聯合創(chuàng)始人兼CEO拉里·埃里森（Larry Ellison）是數十年的摯交，她從2015年起開始任甲骨文董事。后來甲骨文入股Ampere，并在過去幾年投資了4.26億美元。甲骨文今年春季發(fā)布的第三財季報告顯示，它已持有Ampere約20%~50%的股份。
Applied Micro的技術積累，凱雷集團和甲骨文的資金支持，成為托著Ampere快速沖進服務器芯片核心戰(zhàn)場的最初底氣。
不過，Ampere能在強手如林的CPU賽道快速闖出聲名，靠得遠不僅僅是這些。
02.極度專注，為云而生
“正如安迪·格魯夫常說的，如果你不喜歡賭，你就不該參與這個行業(yè)?！?/p>
在接受外媒專訪時，詹睿妮對自己選擇的服務器CPU創(chuàng)業(yè)方向態(tài)度堅定。據悉，格魯夫去世前，曾鼓勵詹睿妮追尋芯片創(chuàng)業(yè)的夢想，并告誡她：“這是一項非常艱巨的工作。”
詹睿妮選擇冒險的賽道，直面與老東家英特爾的競爭。
在數據中心領域，英特爾x86處理器獨領風騷，占據了超過90%的服務器芯片市場，就連英特爾的老對手AMD都很難從中分走多少杯羹。
而在智能終端領域呼風喚雨的Arm架構，卻在數據中心市場長期碰壁。
大約十年前，高通、SeaMicro、Calxeda、AMD、Applied Micro等公司均曾試圖基于Arm架構設計芯片，向數據中心市場發(fā)起進攻。
但結果幾乎是慘敗：后來高通數據中心業(yè)務被邊緣化，SeaMicro被AMD以3.34億美元收購，AMD放棄Arm項目，Applied Micro被MACOM收購，Calxeda耗盡現金流破產……
有這些令人多少有些沮喪的案例在前，詹睿妮和Ampere團隊的信心究竟來自何處？
答案是：為云而生。
英特爾曾憑PC處理器登上全球芯片圈頂峰，此后業(yè)務愈發(fā)多元化，近年來其轉型的焦點，也一直放在如何增強多個不同市場的能力。
但Ampere只想做好一件事——推出專為云設計的處理器級解決方案。
在Ampere Computing首席產品官Jeff Wittich看來，傳統x86處理器的設計初衷并非面向云端業(yè)務，這成為其一大劣勢，過去數十年，盡管x86處理器被廣泛用在數據中心，但這是因為彼時除了x86沒有更好的選擇。
相比之下，Ampere云原生處理器有更多優(yōu)勢，比如極強的抗干擾性，同時其高核數支持較高的可擴展性，無論從安全性還是性能的角度，客戶都可以放心地進行擴展，無需擔心隨著工作負載數量、壓力的增加而導致性能的下降。
高性能、高能效、高可擴展性、高性價比、軟件兼容性、以云為中心的安全性，是Ampere沖向云端的殺手锏。
過去兩年，Ampere先后推出80核云原生處理器Ampere Altra及128核Ampere Altra Max。這些處理器的高性能單線程內核，加上最大核心數和最低功耗，實現了在整個云環(huán)境下可運行所有通用工作負載的領先性能。
作為一家無晶圓廠芯片設計公司，Arm和臺積電可以說是Ampere的左膀右臂，前者為其歷代處理器提供專為數據中心設計的Arm Neoverse系列IP核，后者則為其提供先進的芯片制造工藝。
同時，Ampere為其云原生處理器的每個核心提供大容量低延遲的專用緩存，并借助智能高帶寬Mesh互聯結構，將所有高性能核連在一起；還采用先進的DDR和PCIe技術設計，以實現最大容量、擴展內存和I/O帶寬。
為了保證廣泛的適配性和高性能，Jeff Wittich說：“我們每天有超過130種應用在網站上進行回歸測試，包括一些開源的軟件和應用，并會針對測試相關情況進行及時的代碼更新。”
根據其測試結果，Ampere Altra Max在原始性能和能效上已經超過當時市場上最優(yōu)的x86處理器英特爾Ice Lake和AMD Milan。
此外，據Jeff Wittich介紹，從Web服務、數據庫、緩存解決方案，再到視頻編碼乃至AI推理，Ampere處理器在性能上超越傳統x86處理器3倍之多，在性能功耗比上領先近4倍。
就可持續(xù)發(fā)展而言，Ampere的解決方案也更加綠色環(huán)保，能做到以傳統x86處理器大約50%的能耗，實現其200%的性能。
其設計優(yōu)化了能耗和面積，據悉單核功耗比傳統CPU低67%以上?；诟吣苄У奶卣鳎珹mpere云原生處理器也得以開拓一些新興領域，如進入通用集團旗下Cruise的自動駕駛汽車。
接下來，Ampere即將推出基于自研核的新一代5nm服務器處理器AmpereOne，這款新品已經送樣。它同樣以Arm指令集架構為基礎的，能夠完美地與其現有云原生處理器互相兼容。
除了AmpereOne外，Ampere還有三款具有內部代號和定義的產品已在籌備中，它們大概率將內置更多的核心，預計將在未來三年陸續(xù)亮相。
▲外媒The Next Platform根據Ampere此前公布信息所繪制的產品路線圖預測
03.戰(zhàn)火重燃，Arm在數據中心野蠻生長
盡管曾遭遇慘重的滑鐵盧，但如今，蓬勃生長的云端數據中心和高性能計算業(yè)務，再度成為Arm及其生態(tài)伙伴眼饞的蛋糕。
有英特爾x86處理器珠玉在前，Arm多年來始終難以在數據中心和PC市場有所突圍，但近年來隨著Arm推出更有競爭力的服務器CPU核產品，以及一些頭部終端企業(yè)陸續(xù)引入基于Arm架構的芯片，Arm生態(tài)陣營風頭漸盛。
當前，Arm面向服務器領域的Neoverse平臺已有V、N、E三大產品線，分別主打高性能、高可擴展性、高能效。這些IP核已經隨著其生態(tài)伙伴的芯片產品進入各大云端數據中心集群。
▲Arm Neoverse平臺路線圖
市場調研機構TrendForce今年3月發(fā)布的研究顯示，預計到2025年，Arm架構在數據中心服務器滲透率將達到22%。
據其分析，基于Arm的處理器有三個主要優(yōu)勢：1）支持多樣化和快速變化的工作負載，更具可擴展性和成本效益；2）為不同的利基市場提供更高的定制，生態(tài)系統更靈活；3）物理足跡相對較小，滿足了當今微數據中心的需求。
基于Arm架構，AWS、華為、阿里等國內外云計算巨頭已經陸續(xù)打造了自研Arm服務器CPU，據傳微軟Azure也在推進Arm服務器芯片研發(fā)工作。這些巨頭企業(yè)更多是出于自用的目的。
目前采用Arm處理器的云服務提供商中，以AWS為首的Graviton處理器最具市場規(guī)模。2022年4月，AWS在一次直播中透露，AWS的虛機實例中約有1/4運行于其Arm架構服務器上。
▲云平臺正引入基于Arm Neoverse的服務器
但可以看到，即便是已經推出三代服務器CPU的AWS，也沒有因此不再采購英特爾等獨立芯片商的處理器。放眼望去，還有很多不具備自研芯片能力的云服務提供商及運營商正在積極建設數據中心，這將進一步推動Arm處理器的滲透。
此外，全球GPU和AI計算霸主英偉達正在大力推進其自研Arm服務器芯片Grace在AI及高性能計算領域的落地。對于Ampere來說，這個險些收購Arm并擁有龐大數據中心生態(tài)資源的芯片巨頭，或許將是更加難纏的對手。
▲英偉達面向AI和高性能計算打造的CPU超級芯片
在國內，2014年8月成立的國產通用CPU企業(yè)天津飛騰，經過近8年產業(yè)化征途，其基于Arm架構的CPU產品已進入高性能服務器。
與此同時，新一波Arm創(chuàng)業(yè)潮正在涌現。過去兩年，國內出現多家基于Arm架構的CPU創(chuàng)企，其中遇賢微電子、啟靈芯、鴻鈞微電子等都在研發(fā)服務器CPU。
深圳遇賢微電子成立于2020年10月，創(chuàng)始人羅勇是前兆芯副總經理，擁有30年芯片從業(yè)經驗，其4nm高端服務器CPU集成了160個Armv9 N2內核，主頻超過3.6GHz。去年10月，該公司獲得超億元天使輪投資，由創(chuàng)新工場領投。
杭州鴻鈞微電子成立于2021年8月，其CEO沈榮曾在英特爾工作20年，后任浪潮信息副總裁、服務器產品線總經理；其CTO Daniel Chen曾任海思首席CPU架構師、阿里平頭哥SoC研發(fā)總監(jiān)。今年5月31日，這家創(chuàng)企宣布完成近8億元天使輪與Pre-A輪融資，由華登國際、高瓴創(chuàng)投、鼎暉VGC（創(chuàng)新與成長基金）聯合領投。
珠海啟靈芯在2021年下半年成立，其核心技術人員林葳來自阿里平頭哥美研，曾參與英特爾安騰處理器、華為海思麒麟CPU的開發(fā)。今年5月，該公司獲6億元A輪融資，光速中國參投。
據全球綜合數據資料庫Statista預測，到2028年，Arm處理器在數據中心/云的市場規(guī)模預計將達到580億美元，是2019年的14倍之多，市場份額也將從2019年的5%增長到25%。
▲面向各細分市場，Arm在2019年所占市場份額與其2028年預計獲得的市場份額（來源：Statista）
總體來看，服務器芯片市場正愈發(fā)熱鬧。
04.結語：兩大生態(tài)陣營激烈對決，數據中心芯片戰(zhàn)事升溫
Ampere已經成長為商用Arm服務器處理器供應商賽道的佼佼者，但如果它想與英特爾、AMD進一步較量，必然需要引入更多資源投資，以確保永無止境的研發(fā)創(chuàng)新。
2021年，英特爾數據中心業(yè)務實現了158億美元的銷售額，AMD企業(yè)、嵌入式和半定制部門帶來了近71億美元的營收。相比之下，Ampere等新興Arm服務器芯片供應商的收入，還不夠撐起他們長遠爭奪地盤的雄心，因此Ampere選擇走向上市也是情理之中。
從Ampere近期的一些足跡來看，它還通過收購、合作等形式快速補強自身的能力，包括去年8月收購AI創(chuàng)企OnSpecta以優(yōu)化自家產品的AI推理加速功能，今年2月與Rigetti Computing公司合作基于Ampere Altra Max處理器和Rigetti量子處理單元研發(fā)混合量子經典計算機等等。
該公司也在推進Ampere Developer Program開發(fā)者計劃，以持續(xù)擴張其生態(tài)系統，并向軟件開發(fā)者和優(yōu)化者提供更好的服務支持。
考慮到x86處理器體系強大的生態(tài)壁壘，在云端數據中心市場，以Ampere為代表的Arm服務器芯片設計公司們，仍有較長的一段路要走。
無論如何，更多Arm芯片創(chuàng)業(yè)者的涌入，正令圍繞云端數據中心計算平臺的競爭變得更加有趣。