展翅的鯤鵬有志為尚淺談華為首款ARM架構服務器CPU鯤鵬920

“多樣性的應用產生了多樣性的數據，如此也就要求計算是多樣性的。既有X86，也有專門用于處理圖像的GPU、用于AI領域有NPU、用于信號處理領域的DSP。”華為公司董事、戰略Marketing總裁徐文偉在1月7日的發布會上表示，沒有單一技術架構可以滿足所有場景，多重架構是未來發展之路。而這場發布會的主角，就是基于ARM異構計算的服務器CPU鯤鵬920芯片（以及基于該芯片的3款泰山服務器）。對于普通消費者而言，這鯤鵬920的意義在哪里，他們根本無從知曉。甚至，在搜索引擎里我們還看到了如“麒麟980和鯤鵬920到底誰更強”這樣的疑問，貽笑大方倒也無妨，但這恰恰說明我們很有必要對此進行一個簡單的解讀。

鯤鵬有志

之前我們看到，華為全球產業展望（GIV，Global Industry Vision）報告預測，到2025年，個人智能終端數量將達400億、個人智能助理普及率達90%、智能服務機器人將步入12%家庭，個人潛能將在終端感知、雙向交流和主動服務的支持下大幅釋放。在商業和社會層面，到2025年，全球1000億聯接將泛在于公用事業、交通、制造、醫療、農業和金融等各個領域，推動數字化轉型，屆時企業應用云化率將達85%、AI利用率達86%、數據利用率將劇增至80%.每年1800億TB的新增數據將源源不斷地創造智能和價值。

繼麒麟、巴龍、異騰后，鯤鵬920（Kunpeng920）的出現-主要就是為了覆蓋基于鯤鵬920的泰山（ TaiShan）服務器、華為云服務，進一步擴展其自主芯片陣營。單就意義來看，這款7nm工藝芯片亦是其首款基于ARM架構的服務器CPU，面向智能時代到來打通從端到云的ARM價值鏈。前面提到，華為鯤鵬920服務器芯片是華為首二欠發布的基于ARM架構的處理器芯片且該芯片基于ARM v8架構的TaiShan（泰山）核是由華為自主研發。鯤鵬920單芯片支持64核，主頻高達2.6GHz，支持8通道DDR4、PCIe 4.0和CCIX互聯芯片。簡單來說，鯤鵬920具備高性能、高吞吐、高集成、高能效的特征。我們了解到，它SPECint跑分較當前最好成績高出25%-為目前業界性能最高的CPU.因此，鯤鵬920的主戰場是應用于大數據、分布式存儲、ARM原生應用等場景，與麒麟處理器平臺出去完全不同的兩個應用方向。

具體來說-為改善在低延時條件下高并發的能力，華為在鯤鵬920上采取了三項措施。首先將業界DDR通道數量從6通道增加到8通道，速率從2666MHz提升至2933MHz，總帶寬達到1.5T比特每秒，超出業界主流內存帶寬46%;其次將PCle從3.0升級到4.0，速率翻番，帶寬達到640Gbps，比業界主流提升66%;第三將網口帶寬從25G直接提升到100G，帶寬翻了4倍。同時，在傳統服務器架構上CPU/南橋/網卡/硬盤控制器是系統標配-需要4顆芯片來實現（隨著workload的豐富多樣、異構計算的不斷興起-在服務器層面需要更多的槽位來部署不同的業務加速部件，而槽位在服務器上是一個緊缺資源）-而鯤鵬920不僅是一顆通用CPU，還同時集成了南橋、網卡、SAS存儲控制器等三種芯片的功能，做到集成度業界第一，單顆芯片實現4顆芯片的功能，從而可以釋放出更多槽位擴展更多功能，大幅提高系統的集成度并為客戶帶來總體擁有成本上的收益。

況且，云計算的興起，使得數據中心規模越來越大，從幾臺服務器、幾個機架演變成以萬臺服務器為單位的數據中心集群，占地空間和能源消耗成為大型數據中心的重要影響因素，節能具有更重要的意義。正因每個機架的供電能力是有限的，每個機架的計算能力越強，在大規模數據中心建設時越能有效減少總體占地和減少功耗?；邛H鵬920，在大規模數據中心業務實踐中-每萬臺服務器可每年省電1000萬度，這可不是一個能夠被忽略的數據。

正如徐文偉所談到的那樣，“如今萬物互聯的智能世界正在到來，華為致力于帶來無處不在的連接、無所不及的智能，以及實現個性化體驗、打造數字化平臺。”2018年，華為面向終端領域發布了將手機推向智慧新高度麒麟980.面向AI發布了邊緣計算算力最強的SoC異騰310，鯤鵬920的發布亦是為此。

打好基礎才算布局

業務與數據的多樣性，驅動計算的多樣性，這是必然的趨勢。沒有一個單一的計算架構能夠滿足所有場景、所有數據類型的處理，我們看到各種CPU、DSP、GPU、AI芯片、FPGA等同時存在，多種計算架構共存的異構計算，是未來的發展之路。任何一個新事物的出現都脫離不了時代大背景，鯤鵬920的誕生同樣如此。首先，業務和數據的多樣性需要新的計算架構。智能時代的信息量巨大-計算無處不在，計算應用的場景多種多樣，從智能手機終端到IoT物聯網，再到智能駕駛的智能家居，場景的多樣性，帶來數據的多樣性，多重結構化數據（比如音頻和圖像相結合的智能識別操作）對于各種“點端”運算有著更具象的要求，而且非常迫切。更重要的是，海量的數據增長帶來了更高的計算需求。有預測機構報道，到2025年，全球的智能端點運算數據鏈容量是2018年的18倍。面對如此巨大的數據增長，對計算和存儲都提出了很高的要求。算力供應問題，存在嚴重的供需不平衡，特別是隨著人工智能走向成熟增長期，每年增長約10倍，這將驅動一個指數級增長的巨大計算空間。

于是，鯤鵬920的市場本身就具備一種逆向推動性。這款芯片基于ARM架構授權（有報道顯示，華為擁有ARM的架構授權長達20年）.由華為自主設計完成，為目前業界最高性能的ARM-Based CPU。之前，華為創始人任正非早在2012年的一二欠內部講話中即指出，“我們在做高端芯爿的時候，我并沒有反對你們買美國的高端芯片。我認為你們要盡可能的用他們的高端芯片，好好的理解它。只有他們不賣給我們的時候，我們的東西稍微差一點，也要湊合能用上去……主要是讓別人允許我們用，而不是斷了我們的糧食。斷了我們糧食的時候，備份系統要能用得上。”

“斷糧”這事，真的很令人頓足捶胸。眾所周知，目前國內智能制造的發展如火如禁，中國制造在自動化、數字化、智能化的道路上“快馬加鞭”.國內制造業顯現出優化升級的一片大好場景。但是有些技術和應用仍然處于低端水平-據調查顯示，當前中國核心集成電路國產芯片占有率低，在計算卡幾、移動通信終端等領域的芯片國產占有率幾近為零。不免讓人感慨，中國制造雖火，但仍舊掩蓋不了芯片的短處，實在有些“堵芯”啊。

中國芯片制造業為何難以突破？究其原因，一方面是卡在了制造環節上?，F在中國大陸第一領軍是紫光國芯的技術還仍停留在28nm制程上，并且優良率只達到40% 。與高通、臺積電國際芯片制造廠商10nm-7nm相比，可以看到很明顯的差距。另一方面-光刻機成套設備成為阻礙國內芯片制造的大難矣。在高端光刻機方面-全球僅日本的尼康、佳能、荷蘭的ASML三大企業掌握了該項技術。也正因為芯片高端制造限制，長期以來，我國芯爿的需求大部分都依托國外進口，也使得中國芯片自主創新能以實現突破，無法打破國外芯片壟斷市場的局面。客觀來說，目前的中國芯片制造雖然整體成果不顯著，但是仍阻止不了行業的高速發展，大部分行業處于拼命追趕階段，個別行業甚至是關鍵領域已經處躍進世界前茅，可以說，中國芯片制造還是道阻且長。此二欠華為鯤鵬920芯片的發布，無疑給國內芯片制造打了一針強心劑，相信未來中國芯片制造將會實現更大的突破，徹底掙脫“缺心而被斷糧”的隱憂。

寫在最后

在兩年前的2017年-基于ARM架構的芯片全球出貨量超過了1200億片一一技術的不斷進步-特別是開放的生態-推動ARM架構從最早的終端走向邊緣計算，如今更走向服務器和數據中心。僅僅因為這個“市場需求”的原因，華為就不可能忽視ARM構架服務器處理平臺的市場，這其中更重要的原因，在于華為的“野心”，或者說“不能瘸腿且不求于人的全線布局”。有趣的是，鯤鵬920芯片暫不對外銷售，只用于華為自己的服務器和云（但將會與英特爾保持長期戰略合作），這里面很有值得玩昧的地方。顯然，華為發布鯤鵬920也有著展現強大創新實力以及對外部形勢未雨綢繆的考量。