在麒麟950的發(fā)布會上，華為宣布用于服務(wù)器的自主芯片正在緊鑼密鼓的研發(fā)中。其實，正在開發(fā)ARM服務(wù)器芯片的遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止華為，國防科大、高通、AMD等IC設(shè)計單位或公司都已經(jīng)設(shè)計出或正在設(shè)計ARM服務(wù)器芯片。
相對于ARM的32位指令集授權(quán)上的謹(jǐn)慎，ARM對其的64位指令集授權(quán)則顯得非常大方，除了拉攏ARM陣營IC設(shè)計公司沖擊服務(wù)器芯片市場外，也有ARM的64位指令集自身的原因。
ARM 為什么會放松64位指令集授權(quán)?
其實，當(dāng)初的ARM的64位指令和32位指令不是一回事，兩者無法像MIPS64和MIPS32，X86 64和X86 32那樣完全兼容。ARM的64位指令某種程度上是重新定義過的，在軟件上與ARM 32位指令無法兼容，只有在系統(tǒng)狀態(tài)切換時才能在32和64位指令間切換，如果內(nèi)核是ARM 64位的，應(yīng)用是ARM 32位的，或者內(nèi)核是ARM 32位的，應(yīng)用是ARM 64位的，就會出問題。
最初的ARM的64位指令和32位指令有點類似于Intel當(dāng)年IA-32和IA-64的關(guān)系，IA-64是超長指令集(VLIW)，與是CISC的IA-32不兼容。
因此，ARM之所以熱衷于推銷64位指令，根本原因就在于此，當(dāng)年Intel正是因為IA-32和IA-64的不兼容，在IA-64的生態(tài)建設(shè)上力所不逮，被AMD抓住機(jī)會做出了64位的X86服務(wù)器芯片，迫使Intel不得不推出了64位的X86芯片，并放棄了安騰，才重新占據(jù)上風(fēng)。
ARM可能是吸取了Intel當(dāng)年的教訓(xùn)——為了更快速的推廣64位指令集和建立相應(yīng)的軟件生態(tài)，必然要一改過去對ARM 32位指令集授權(quán)的謹(jǐn)慎，選擇了向諸多頗有實力的廠商授權(quán)64位指令集，加速生態(tài)建設(shè)，防止被競爭對手抓住機(jī)遇。同時，用虛擬化的辦法混跑32位和64位。在ARM 32位指令集時代，華為、國防科大等一大批原本公司或單位是不具備ARM指令集授權(quán)的，但也借著ARM推廣64位指令集的東風(fēng)拿到了授權(quán)。
不過，即便如此，指令集授權(quán)費用依舊價格不菲，據(jù)小道消息稱，國防科大拿到的授權(quán)費為每5年1億美元，而且5年后是否延續(xù)授權(quán)，以什么價格都必須重新和ARM談判，雖然沒有關(guān)于華為的小道消息，但對照國防科大的條件，很有可能也是類似的價格，也是5年期的授權(quán)。
華為在ARM芯片方面有什么成就?
華為的ARM芯片最廣為人所知的就是海思麒麟了。6年前，初出茅廬的K3因為成品不夠成熟以及營銷、鋪貨策略失誤導(dǎo)致最終連在山寨機(jī)市場都無法立足，但第一次大膽嘗試給海思公司積累了寶貴的經(jīng)驗。兩年后的K3V2則是全球首個發(fā)布的集成了4核ARM cortex A9的手機(jī)芯片方案，雖然存在兼容性差、功耗大等問題，但之后的麒麟910，用Mali450MP4替換掉GC4000，并使用28nm HPM制程工藝后一舉脫胎換骨，成為海思麒麟第一款能用的SOC，榮耀3C LTE版、P7、Mate2、榮耀X1等機(jī)型在搭載麒麟910后，其性能和功耗的完美平衡倍受好評，并逐步被市場接受。
2014年5月發(fā)布的麒麟920堪稱驚艷，麒麟920采用大小核架構(gòu)，集成了4核ARM cortex A7和四核ARM cortex A15，在GPU方面選擇了 Mali T628MP4?？陀^地說，麒麟920在性能方面相對于麒麟910是一個質(zhì)的飛躍。良好的功耗控制和多核調(diào)度使麒麟920在保障性能滿足絕大多數(shù)應(yīng)用的同時，功耗控制得非常好，相對于處于同一檔次，并被媒體報道存在漏電瑕疵的聯(lián)發(fā)科MT6595，麒麟920在多核調(diào)度、性能和功耗的平衡方面做得更好。搭載麒麟920系列SOC的榮耀6、榮耀6plus、Mate7等機(jī)型無一例外獲得成功，其中Mate7還成為國家領(lǐng)導(dǎo)人用于贈送外賓的禮品。
2015年的麒麟930集成了8核ARM cortex A53，在GPU方面和麒麟920一樣選擇了 Mali T628MP4，在性能方面相對于麒麟920提升有限，但其基帶使用了華為自主研發(fā)的4G MSA技術(shù)，在信號的穩(wěn)定性和通話質(zhì)量方面有一定提升。
最新發(fā)布的麒麟950集成了4核ARM cortex A53和4核ARM cortex A72，得益于16nm FF+工藝，麒麟950在功耗和性能的平衡上做得非常好，ARM cortex A72 在2.3G主頻下，單核功耗為1.25W，加上智能感知處理器、LPDDR4、新系統(tǒng)總線等新特性，麒麟950完全能續(xù)寫自麒麟920以來開創(chuàng)的輝煌歷史。
但華為的ARM芯片不僅僅只有麒麟。在2015年初，華為發(fā)布了集成32核ARM cortex A57的芯片，該款芯片采用臺積電16nm制程，是用于高性能、低能耗設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)處理器。此外，在麒麟950發(fā)布會上，華為還宣布正在設(shè)計自主微結(jié)構(gòu)的服務(wù)器芯片，該款芯片一旦上市，將徹底結(jié)束華為使用ARM公版微結(jié)構(gòu)的歷史。
其實，海思的芯片是服務(wù)于華為的發(fā)展戰(zhàn)略的，并有云、管、端三個方向，“端”指的就是終端，就是大家最常見的手機(jī)芯片，也最為人所知。而“管”則廣泛用于通信領(lǐng)域，比如大家打電話，十有八九要經(jīng)過這些芯片處理。“云”的CPU市場普及，最大障礙并非技術(shù)，而是軟件生態(tài)。
華為的ARM服務(wù)器能賣得好嗎?
相對于使用ARM公版微結(jié)構(gòu)的手機(jī)芯片，華為自主設(shè)計的服務(wù)器芯片才是筆者更關(guān)心的話題。不過，在短時間內(nèi)，筆者并不看好ARM服務(wù)器芯片。
正如同Intel在打入手機(jī)芯片市場時，受制于軟件生態(tài)，導(dǎo)致事倍功半的結(jié)果，在向PC和服務(wù)器芯片市場進(jìn)軍時，ARM也遭遇到了同樣的難題。加上Intel已經(jīng)上市的低功耗服務(wù)器芯片徹底堵死了ARM通過低功耗服務(wù)器芯片侵蝕市場的可能性，導(dǎo)致ARM很難在服務(wù)器芯片市場于Intel競爭，只能靠走差異化或，政策保護(hù)的路子。
具體來說，國防科大的64核ARM服務(wù)器芯片“火星”性能不可謂不強(qiáng)，根據(jù)SPEC2006模擬器成績，在多核性能方面能與Intel E5比肩，但受制于相對較弱的單核性能和軟件生態(tài)，將來即便和銀河麒麟操作系統(tǒng)聯(lián)手出擊，在相當(dāng)一段時間里，也只能在黨政軍市場中混口飯吃。
而高通也是看到了憑借純粹的市場競爭，ARM服務(wù)器芯片很難撼動X86服務(wù)器芯片的地位，而美國政府顯然不會為高通拉偏架打壓Intel。于是高通找到貴州省政府，成立合資公司貴州華芯通半導(dǎo)體技術(shù)有限公司，依靠中國地方政府的保護(hù)和投資獲取ARM服務(wù)器芯片的生存空間。(該公司首期注冊資本為18.5億人民幣，貴州省政府的投資機(jī)構(gòu)占股55%，美國高通公司的一家子公司占股45%。筆者認(rèn)為該項合資，有可能演變?yōu)楹腺Y公司拿高通的芯片穿個馬甲，搖身一變成為具有“中國自主知識產(chǎn)權(quán)”的芯片，再由地方政府買單，借助政府的力量向黨政軍推廣，和兆芯基本一個性質(zhì))
而AMD做ARM芯片則是出于急病亂投醫(yī)——在X86芯片上被Intel多年壓著打，股價早已是低的不可思議后的無奈之舉，而且還有很強(qiáng)的試試水，撈一票的性質(zhì)，雖然AMD的ARM宣稱能夠運行Windows。
華為的ARM芯片哪怕在1-2年后成功研發(fā)，即便擁有不弱于國防科大“火星”的性能，其市場前景依舊不樂觀——很有可能要華為自產(chǎn)自銷，或者借助華為和政府、運營商之間良好的關(guān)系來打市場，非黨政軍市場的數(shù)據(jù)中心很有可能依舊以X86服務(wù)器為主流。
結(jié)語
筆者認(rèn)為，華為自主設(shè)計高性能服務(wù)器芯片，其最大的意義并非在于該服務(wù)器芯片能在商業(yè)上從Intel手中搶走市場份額，而在于服務(wù)華為的“云、管、端”發(fā)展戰(zhàn)略，以及培養(yǎng)人才、鍛煉隊伍、積累經(jīng)驗和技術(shù)!
目前，國內(nèi)成功研發(fā)出安全可控高性能芯片的單位僅僅有龍芯、申威和飛騰，三者都是有著深厚的技術(shù)積累和淵源——龍芯源自中科大的技術(shù)力量，龍芯的董事長和總裁都是夏培肅院士的學(xué)生;飛騰則與哈軍工一脈相承;申威則和建國初期就存在的科研院所有很深的淵源......
相對于其他合資ARM陣營IC設(shè)計公司拿國外芯片穿馬甲，或拿ARM公版微結(jié)構(gòu)“設(shè)計”SOC的廠商來說，華為自主研發(fā)之舉顯然更具雄心，也更有在技術(shù)上開拓創(chuàng)新的勇氣。
轉(zhuǎn)型的最終目的 -提質(zhì)降本增效
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