在游戲玩家眼里，“云玩家”往往用來形容對某一款游戲有間接了解，卻沒有上手實操過的玩家。不過，在面向行業(yè)的市場，被游戲玩家親切稱為紅、綠、藍(lán)廠的芯片企業(yè)AMD、英偉達(dá)、英特爾，卻是字面意義上的“云玩家”——因為他們都在扎扎實實地布局云業(yè)務(wù)。近日，英特爾、AMD紛紛出手收購云服務(wù)提供商，圍繞硬件、軟件平臺、系統(tǒng)協(xié)調(diào)性等維度，進(jìn)一步完善對云業(yè)務(wù)的支持。作為數(shù)據(jù)中心的核心業(yè)務(wù)，云已經(jīng)成為芯片巨頭看重的增長極。

　　通過收購調(diào)優(yōu)計算架構(gòu)

　　近期，英特爾、AMD分別宣布了對于云解決方案公司Granulate、云服務(wù)廠商Pensando的收購，開啟了對于計算架構(gòu)的又一輪調(diào)優(yōu)。

　　傳統(tǒng)應(yīng)用程序往往與底層基礎(chǔ)設(shè)施緊密相連，云計算的出現(xiàn)，為分布式應(yīng)用軟件的出現(xiàn)和部署提供了架構(gòu)和算力基礎(chǔ)。但是，云計算和微服務(wù)等現(xiàn)代架構(gòu)，帶來了傳統(tǒng)操作系統(tǒng)和程序代碼無法與高計算硬件性能匹配的問題。較舊的Linux發(fā)行版和應(yīng)用軟件庫，無法釋放和使用高性能CPU的最大潛力。

　　英特爾對Granulate的收購，是對云計算系統(tǒng)綜合協(xié)調(diào)性的提升。Granulate提供面向云計算的實時優(yōu)化方案，通過對操作系統(tǒng)資源管理的自動優(yōu)化，降低CPU使用率和應(yīng)用延遲，在無需用戶修改代碼的情況下降低計算開銷并提升計算性能，讓針對最新CPU的優(yōu)化亦可在舊版Linux上得到應(yīng)用。Granulate聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Asaf Ezra相信，未來能夠與英特爾一同幫助客戶在有效降低成本的同時，將工作負(fù)載的吞吐量提高5倍。

　　而AMD對Pensando的收購，是對其異構(gòu)計算版圖和分布式服務(wù)平臺的補充和強化。Pensando的分布式服務(wù)平臺包括可編程的數(shù)據(jù)包處理器和全面的軟件堆棧，能夠從網(wǎng)絡(luò)、安全、存儲等維度加速云服務(wù)。

　　Pensando代號為P4的可編程數(shù)據(jù)包處理器，可以對標(biāo)英特爾的IPU（基礎(chǔ)設(shè)施處理器）、英偉達(dá)的DPU（數(shù)據(jù)處理器），是專為降低數(shù)據(jù)中心CPU負(fù)載而設(shè)計的專用芯片。Pensando董事會主席John Chambers表示，Pensando在軟件定義云、計算、網(wǎng)絡(luò)、安全和存儲服務(wù)等方面的技術(shù)，將豐富AMD的產(chǎn)品組合，幫助AMD打造適合未來10年數(shù)據(jù)中心發(fā)展的計算格局。

　　“紅綠藍(lán)”廠云端布局忙

　　云服務(wù)是一個比拼綜合實力的戰(zhàn)場。芯片企業(yè)要將架構(gòu)、處理、加速、負(fù)載、軟件等方方面面做優(yōu)做細(xì)，才能讓云計算這種涉及分布式計算、并行計算、存儲、虛擬化、負(fù)載均衡等多個維度的復(fù)雜算力系統(tǒng)，變成用戶眼里像用水用電一樣簡單的黑盒。

　　對云的支持，貫穿了英特爾的DCG（數(shù)據(jù)中心解決方案事業(yè)部）、PSG（可編程解決方案事業(yè)部）、NSG（非易失性存儲器解決方案事業(yè)部）等部門。DCG提供面向云服務(wù)提供商等細(xì)分市場的工作負(fù)載優(yōu)化平臺，以及CPU、IPU、AI加速器等硬件產(chǎn)品。PSG面向云等市場，提供FPGA和結(jié)構(gòu)化ASIC等可編程半導(dǎo)體產(chǎn)品。NSG提供基于英特爾3D NAND技術(shù)的下一代內(nèi)存和存儲產(chǎn)品，客戶包括企業(yè)和基于云的數(shù)據(jù)中心等。

　　后摩爾時代的新寵異構(gòu)計算，在云服務(wù)市場有著充足的施展空間，而英特爾也為此更新、出新了一攬子芯片產(chǎn)品。作為主心骨的數(shù)據(jù)中心CPU，2021年，英特爾推出代號“Ice Lake”的第三代至強可擴(kuò)展處理器，面向云端工作負(fù)載的要求進(jìn)行了設(shè)計和優(yōu)化，谷歌云、亞馬遜等云服務(wù)提供商已經(jīng)推出了基于Ice Lake的服務(wù)器、云主機、虛擬機等服務(wù)。為了減輕CPU負(fù)載，英特爾公布了兩種專門處理基礎(chǔ)設(shè)施任務(wù)的IPU，分別基于FPGA和ASIC架構(gòu)。為進(jìn)一步提升計算效率，英特爾還推出了面向數(shù)據(jù)中心AI解決方案的Habana Gaudi加速器，亞馬遜云計算服務(wù)在EC2（彈性計算云服務(wù)）中推出了采用 Habana Gaudi的實例，用于訓(xùn)練深度學(xué)習(xí)模型。

　　在收購賽靈思、Pensando之后，AMD也將形成較為全面的異構(gòu)計算版圖，包括霄龍系列作為數(shù)據(jù)處理器、AMD Instinct MI200系列GPU加速器、賽靈思提供的FPGA以及Pensando的數(shù)據(jù)專用處理器。至2021年第四季度，亞馬遜EC2、IBM云、微軟Azure云服務(wù)提供商已經(jīng)推出130多個由AMD驅(qū)動的公共實例。

　　其中，霄龍?zhí)幚砥鞯淖钚掳姹緦�強化對云的支持�?021年，AMD得益于云和企業(yè)客戶越來越多地采用霄龍?zhí)幚砥鳎瑪?shù)據(jù)中心收入同比增長一倍。在第四代霄龍?zhí)幚砥髦�，預(yù)計2023年推出的“Bergamo”將采用新的“Zen 4c”處理器內(nèi)核，該內(nèi)核專為云原生工作負(fù)載而設(shè)計。

　　同時，作為主力GPU廠商之一，AMD還面向云游戲提供視覺處理能力。其Radeon PRO V620 GPU將為云游戲提供數(shù)據(jù)中心視覺性能。英偉達(dá)正在采用Ryzen Threadripper PRO推動下一代云游戲體驗。

　　云計算的計算挑戰(zhàn)，甚至讓以GPU加速器在數(shù)據(jù)中心市場站穩(wěn)腳跟的英偉達(dá)，推出了用于HPC 和云計算的高性能CPU，代號“Grace”。加上英偉達(dá)力推的BlueField DPU系列，包含CPU、GPU、DPU的異構(gòu)計算格局正在顯現(xiàn)。

　　作為可交付的異構(gòu)計算產(chǎn)品，藍(lán)、綠、紅廠也在嘗試CPU+GPU的計算架構(gòu)。英特爾通過Falcon Shores架構(gòu)，將x86與Xe顯卡集成在服務(wù)器的同一插槽，將在每瓦性能、計算密度、內(nèi)存容量與帶寬方面實現(xiàn)超過5倍的性能提升。英偉達(dá)推出了CPU+GPU的超級芯片Grace Hopper，通過互連技術(shù)實現(xiàn)CPU和GPU之間的900GB/s雙向帶寬。另據(jù)媒體報道，AMD在論文中探討了一種高性能芯片，包含CPU芯片、GPU芯片和HBM內(nèi)存堆棧。

　　新格局下計算挑戰(zhàn)日趨嚴(yán)峻

　　隨著企業(yè)和個人用戶對于計算和存儲的需求越來越大，以及新冠肺炎疫情防控期間數(shù)字經(jīng)濟(jì)加速發(fā)展，云計算市場正在加速擴(kuò)充，為芯片企業(yè)帶來了更多的機遇。艾媒咨詢數(shù)據(jù)顯示，2021年全球云計算（IaaS+PaaS+SaaS）市場規(guī)模為2654億美元，預(yù)計2022年達(dá)3105億美元。

　　芯謀研究高級分析師張彬磊向《中國電子報》記者表示，云計算對CPU、GPU、BMC（基板管理控制器）、存儲芯片、交換機芯片和光芯片都有需求，其中存儲芯片和光芯片的需求量將大增。而CPU、GPU、BMC、交換機芯片的需求主要體現(xiàn)在技術(shù)發(fā)展上，當(dāng)下業(yè)內(nèi)提出的DPU、TPU都是在CPU等基礎(chǔ)上加速數(shù)據(jù)處理的芯片，未來需求也會增加。

　　但也需注意的是，云計算市場的競爭格局處于變化中，對于芯片企業(yè)提出了新的要求。

　　從競合關(guān)系來看，芯片企業(yè)和云廠商已不再是單純的買方和賣方關(guān)系。云廠商也在進(jìn)行芯片開發(fā)，以提升硬件基礎(chǔ)與業(yè)務(wù)本身的契合性。亞馬遜、谷歌、阿里等云廠商都發(fā)布了自研的數(shù)據(jù)中心芯片。

　　“過去云計算服務(wù)廠商是數(shù)據(jù)中心芯片的主要買家，如今云廠商紛紛自研芯片，一方面可以減少對第三方芯片廠商的依賴；另一方面在特定需求領(lǐng)域，云計算廠商自研芯片可以達(dá)到價格、能效的最佳平衡，在軟硬件一體化上進(jìn)行更快的創(chuàng)新并提高安全性和靈活性。”賽迪顧問集成電路產(chǎn)業(yè)研究中心總經(jīng)理滕冉向《中國電子報》表示。

　　尤其與主力芯片企業(yè)不同的是，許多頭部云廠商選擇用ARM架構(gòu)自研芯片，亞馬遜研發(fā)的Graviton處理器、阿里巴巴旗下半導(dǎo)體公司平頭哥自研的倚天710等芯片，都采用了ARM架構(gòu)。

　　“可以看到，多種架構(gòu)正在爭相進(jìn)入數(shù)據(jù)中心芯片領(lǐng)域。ARM處理器的ISA復(fù)雜度更低，開發(fā)成本更低。很多的云計算廠商都在大力投入ARM架構(gòu)產(chǎn)品，未來更多的數(shù)據(jù)和應(yīng)用將在邊緣產(chǎn)生和處理。終端與云同構(gòu)、低功耗、高效能的ARM芯片或?qū)⒊蔀楦�多服�?wù)器廠商的選擇�！彪�冉說。

　　不過，云廠商往往會將研發(fā)資源投入到核心處理器上，而非像芯片企業(yè)一樣開發(fā)多種類型的芯片，并通過封裝、互連技術(shù)和軟件棧形成平臺化的計算資源池。如何提升架構(gòu)兼容性，并通過接口和軟件平臺，使云廠商的自研芯片便捷接入異構(gòu)計算平臺，獲取定制化的計算服務(wù)，將成為芯片企業(yè)在云市場的重要課題。

　　“芯片企業(yè)在云市場的競爭主要聚焦在應(yīng)用端和技術(shù)端兩個方向。在應(yīng)用端以客戶黏性為基礎(chǔ)與更多的應(yīng)用場景結(jié)合，從而獲得更多企業(yè)客戶認(rèn)可，逐漸建立起B(yǎng)2C和B2B2C的商業(yè)應(yīng)用模式。在技術(shù)端，更低的延時更高的數(shù)據(jù)處理能力是云計算業(yè)務(wù)能否快速占領(lǐng)市場的關(guān)鍵�！� 張彬磊說。