CPU市場競爭格局的變化，將讓我們看到30年來最有趣的CPU市場競爭。x86陣營英特爾和AMD的競爭加劇，Arm陣營摩拳擦掌增強(qiáng)攻勢，RISC-V也躍躍欲試。

今年3月，AMD發(fā)布了最新一代服務(wù)器CPU EPYC，最高 64 核 128 線程。緊接著，4月英特爾發(fā)布第三代至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器，核心數(shù)是40核。

在兩大CPU巨頭競爭越來越激烈的時候，2017年10月注冊成立的Ampere（安晟培）在2020年投產(chǎn)了采用Arm IP的80核業(yè)界首款云原生服務(wù)器CPU Ampere Altra，今年第三季度，Ampere還將按計(jì)劃投產(chǎn)128核的云原生Ampere Altra Max 服務(wù)器CPU，再次刷新服務(wù)器CPU核心數(shù)紀(jì)錄。

勢如破竹的Ampere明年還將發(fā)布基于自研核心的5nm云原生服務(wù)器CPU，核心數(shù)將再創(chuàng)紀(jì)錄。Ampere能否用核心數(shù)來打破服務(wù)器CPU市場的競爭格局？Ampere每年更新一代產(chǎn)品的節(jié)奏能延續(xù)多久？

為云而生，專注云原生CPU

“創(chuàng)辦Ampere的初衷是探索如何利用現(xiàn)代工具快速創(chuàng)新和新方法去創(chuàng)造無限可能?！盇mpere董事長兼首席執(zhí)行官Renee James說：“我們知道未來將與過去不同，因?yàn)檐浖h(huán)境變了，不再是關(guān)于PC和PC服務(wù)器的業(yè)務(wù)，而是圍繞云和云邊緣?，F(xiàn)在，需要另一種不同的微處理器?！?/p>

有意思的是，Renee創(chuàng)業(yè)前在英特爾任職了28年，負(fù)責(zé)英特爾研發(fā)工作，并擔(dān)任多個管理職務(wù)并領(lǐng)導(dǎo)了全球制造組織。另外，Ampere的首席技術(shù)官兼首席架構(gòu)師Atiq Bajwa在加入Ampere之前曾擔(dān)任英特爾產(chǎn)品架構(gòu)副總裁兼總經(jīng)理。Ampere的首席產(chǎn)品官Jeff Wittich也曾在在英特爾不同部門工作超過 15年，所領(lǐng)導(dǎo)的產(chǎn)品開發(fā)團(tuán)隊(duì)研發(fā)英特爾至強(qiáng)處理器。

乍一看，這是英特爾出來的團(tuán)隊(duì)創(chuàng)業(yè)挑戰(zhàn)CPU巨頭的核心產(chǎn)品。情況并非如此，Renee對雷鋒網(wǎng)表示，“我們的團(tuán)隊(duì)只有很少一部分成員來自英特爾，還有許多來自高通、AMCC、Marvell等的成員，絕大部分工程師團(tuán)隊(duì)其實(shí)都是來自Arm相關(guān)的社區(qū)和公司，很多具有豐富的經(jīng)驗(yàn)?！?/strong>

Renee強(qiáng)調(diào)，Ampere只專注于未來，專注于云，而非繼承傳統(tǒng)。

由此看來，Ampere確實(shí)與英特爾有競爭關(guān)系，但是在新興的云計(jì)算市場。并且，Ampere的核心創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)之所以選擇創(chuàng)業(yè)，很大程度也得益于他們多年來在計(jì)算領(lǐng)域的經(jīng)驗(yàn)，看到了未來趨勢。

“我們正處于計(jì)算的第三階段，也就是后大型機(jī)、后PC階段。進(jìn)入云端時代，AI和數(shù)據(jù)中心計(jì)算需要新的創(chuàng)新。”Renee表示。

但創(chuàng)新從來就不是一件容易的事情，需要人才，需要積累，更需要時間。Ampere采取的策略是保持每年一代的產(chǎn)品更新速度，用快速的迭代加速產(chǎn)品的成熟。同時，專注數(shù)據(jù)中心的云原生市場而非整個數(shù)據(jù)中心市場。

“為云計(jì)算的未來進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)新是一個有野心的目標(biāo)。”Ampere的首席技術(shù)官兼首席架構(gòu)師Atiq Bajwa說：“為了以我們期望的規(guī)模和速度進(jìn)行創(chuàng)新，需要四大關(guān)鍵因素。首先需要有才華的發(fā)明家，他們有專業(yè)的技術(shù)知識和對行業(yè)趨勢的洞察力。然后要用使命激發(fā)他們的熱情，釋放創(chuàng)造力。接下來需要敏捷的協(xié)作環(huán)境，推動行業(yè)的快速創(chuàng)新。最后還需要遠(yuǎn)景和戰(zhàn)略，讓團(tuán)隊(duì)成員將自己的才華和創(chuàng)造力集中在最關(guān)鍵的事項(xiàng)上?！?/p>

技術(shù)的選擇上，Ampere選擇用有良好基礎(chǔ)的Arm開發(fā)產(chǎn)品，并從最初就確定了自研核心的路線。Atiq表示，Ampere把注意力放在對云最重要的因素上，不必受到傳統(tǒng)軟件堆棧和其它細(xì)分市場的影響，打造一個專為云計(jì)算優(yōu)化的CPU內(nèi)核。

目標(biāo)明確，路徑明晰，接下來要看執(zhí)行力和實(shí)際產(chǎn)品。

連續(xù)刷新服務(wù)器CPU核數(shù)紀(jì)錄 

“我們通過愿景的幾大關(guān)鍵要素提供差異化的價值，并在創(chuàng)新上努力，覆蓋軟件、設(shè)計(jì)方法、封裝、大批量生產(chǎn)、平臺設(shè)計(jì)。” Atiq介紹，“我們摒棄與云計(jì)算無關(guān)的功能，并根據(jù)Arm數(shù)據(jù)中心普遍的工作負(fù)載，有選擇性地優(yōu)化了ARM指令集的性能，還優(yōu)化了云環(huán)境中的性能和功率?！?/strong>

2020年，Ampere推出了業(yè)界首款云原生服務(wù)器CPU Ampere Altra，單個芯片核心數(shù)最高可達(dá)80核，為云計(jì)算提供更高的性能，包括在單線程或vCPU層面，在單芯片性能上有更佳表現(xiàn)，同時實(shí)現(xiàn)可擴(kuò)展至大量線程的性能，穩(wěn)定一致的性能，可預(yù)測的性能，能避免安全漏洞，高能效的性能，提供每核最低的功耗和每瓦最高性能。

Jeff告訴雷鋒網(wǎng)，對云原生服務(wù)器CPU非常重要的是可預(yù)測的高性能、可擴(kuò)展性、功耗效率?？深A(yù)測的高性能不僅可以在性能上超越x86，還能以獨(dú)特的云端特征超越它。性能的穩(wěn)定性可以保證即使同時有很多用戶，并且有許多不同的工作負(fù)載，也可以流暢運(yùn)行?？蓴U(kuò)展向云服務(wù)提供商提供所需的彈性。功耗效率可以帶來成本優(yōu)勢。

基于Arm Neoverse N1內(nèi)核，Ampere推出了80核的Altra CPU和128核Altra Max CPU，持續(xù)刷新服務(wù)器CPU核心數(shù)的紀(jì)錄，也實(shí)現(xiàn)更高性能。“Ampere的產(chǎn)品搭載這么多的內(nèi)核，其原因就是追求卓越的性能?！?Jeff表示。

要通過增加核心數(shù)來實(shí)現(xiàn)性能的線性增加和穩(wěn)定的性能是非常巨大的挑戰(zhàn)。Jeff Wittich介紹，“擁有這么多內(nèi)核自然是一件好事，但是更重要的是，如何用這些核實(shí)現(xiàn)高性能。與在PC上運(yùn)行少量的核心非常不同，云端運(yùn)行要求每個線程之間有更多的間隔，緩存層次結(jié)構(gòu)不同，有復(fù)雜網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)用來連接內(nèi)存和I/O。為此，我們一直在利用自己的內(nèi)核架構(gòu)來保證可預(yù)測的線性擴(kuò)展性能?！?/p>

Ampere Altra每個核都經(jīng)過了專門的優(yōu)化，確保在不同的工作負(fù)載中都能保持穩(wěn)定的高性能。

“當(dāng)然，高帶寬也非常重要，它可以支持內(nèi)核與I/O和內(nèi)存間的數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)可以從CPU中導(dǎo)出。這涉及到CPU的平衡，只有很好平衡才能解除這些瓶頸，使CPU有更高的數(shù)據(jù)流。因此我們需要配備最大的I/O的通道，內(nèi)存通道，使用最新的技術(shù)，例如PCIe Gen4，DDR4等?！?Jeff同時指出。

另外一個重要的技術(shù)挑戰(zhàn)，是將上百個計(jì)算核心集成到一顆芯片上。目前業(yè)界比較熱門的技術(shù)是小芯片（Chiplet）。不過Renee透露，“我們的Altra CPU都不是Chiplet。有很多不同的解決問題的方式，有時候不需要太多的相互連接，Ampere采用分割的辦法，我們認(rèn)為這種解決方法能夠保證芯片和服務(wù)器的芯片，擁有更少的相互連接，實(shí)現(xiàn)更低的延時?！?/p>

“我們會保持每年一代的更新速度，2022年，我們將推出核心數(shù)更多的云原生服務(wù)器CPU，采用5nm工藝和最新的平臺技術(shù)，增加內(nèi)存帶寬和I/O網(wǎng)絡(luò)帶寬，并且采用Ampere自研的核心?！?Renee同時透露。

Jeff解釋，“Altra、Altra Max采用的Arm Neoverse N1內(nèi)核表現(xiàn)非常出色。但我們開發(fā)的產(chǎn)品是專門面向云計(jì)算，而不是數(shù)據(jù)中心的其他應(yīng)用。因此最重要的一點(diǎn)就是給客戶提供專門定制化的服務(wù)，打造客戶所需求的功能。只有我們建立從微架構(gòu)，向上自己研發(fā)產(chǎn)品，才能滿足客戶的需求?！?/strong>

雷鋒網(wǎng)了解到，采用Ampere自研核心的云原生CPU將會兼容Arm。

Ampere云原生服務(wù)器CPU迅速贏得科技巨頭認(rèn)可

Ampere的技術(shù)優(yōu)勢轉(zhuǎn)換為最終的性能優(yōu)勢具體體現(xiàn)為，Ampere Altra Max的性能比傳統(tǒng)的x86服務(wù)器高1.55倍，可以保證云的安全性。媒體編碼，如視頻會議應(yīng)用程序中使用的編碼也越來越重要，Ampere Altra Max可以比傳統(tǒng)的x86服務(wù)器多編碼1.45倍的視頻流，提供更高的云工作效率。

所有網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的核心都是像NGINX這樣的軟件，它們負(fù)責(zé)處理所有傳入的用戶請求，Ampere Altra Max可以比傳統(tǒng)x86服務(wù)器多處理1.63倍的網(wǎng)絡(luò)請求。

Jeff介紹：“事實(shí)上，Ampere Altra系列除了能提供超過1.6倍的性能之外，還能以僅為3/4的功耗，提供傳統(tǒng)x86服務(wù)器的峰值性能，領(lǐng)先的性能和超高效率能夠讓每臺機(jī)架比傳統(tǒng)x86服務(wù)器處理多1.8倍的網(wǎng)絡(luò)請求?！?/strong>

“CI/CD是云原生計(jì)算的一個主要部分，Ampere在研發(fā)過程中充分利用每天晚上的時間，在大量的操作系統(tǒng)、編程語言和應(yīng)用程序中進(jìn)行回歸測試確保Ampere處理器的開箱即用性能，不會因新代碼發(fā)布而倒退。”Jeff還表示。

5月25日，Ampere也與Oracle合作，推出了全球首個正式全面啟用Ampere Altra的云平臺，通過Oracle Cloud Infrastructure（OCI）面向用戶開放。 Oracle談到“在CI / CD方面，我們已經(jīng)與GitLab，GitHub和Jenkins等關(guān)鍵提供商合作，提供了可通過單擊即可部署的經(jīng)過測試的Arm解決方案，實(shí)現(xiàn)持續(xù)交付基金會Continuous Delivery Foundation(CDF)所推動的開放交付方式。”

為了提高對用戶的透明度，Ampere每天在其解決方案網(wǎng)站上公布測試結(jié)果，持續(xù)致力于優(yōu)化Ampere處理器應(yīng)用，確保已有和未來的處理器產(chǎn)品都能在確保兼容性的前提下以最高性能運(yùn)行。

“Ampere向來是一家開放的公司，我們應(yīng)云而生，使用開源軟件、參與開源項(xiàng)目，并通過云與大家分享我們所有的產(chǎn)品信息?！盧enee表示。

目前，Ampere已經(jīng)與微軟合作，幫助他們優(yōu)化產(chǎn)品，帶來更有的可擴(kuò)展性、性能能效，以及硬件安全性和無痕維護(hù)的改進(jìn)，也能幫助微軟實(shí)現(xiàn)2030年碳負(fù)排放的計(jì)劃。

Ampere也非常重視中國市場，Renee稱：“從創(chuàng)立的第一天起，Ampere一直秉承著‘中國第一’的發(fā)展戰(zhàn)略，我們不僅在上海建立了辦公室，而且在全國多地都有我們的銷售團(tuán)隊(duì)。未來Ampere在中國的銷售團(tuán)隊(duì)也會越來越大。”

這一策略已經(jīng)收效，騰訊云、字節(jié)跳動，UCloud、金山云、美團(tuán)等都是Ampere的客戶，并且和浪潮合作開發(fā)服務(wù)器。

小結(jié)

云計(jì)算帶來了全新的計(jì)算模式，讓DevOps能夠無縫地部署和擴(kuò)展服務(wù)。只有更高性能、可擴(kuò)展性、穩(wěn)定性、安全性的處理器才能更好滿足云計(jì)算客戶的需求?？吹竭@一市場的廣闊前景，以及對創(chuàng)新的期待，Renee選擇從英特爾離職創(chuàng)立了Ampere，專注云計(jì)算市場，推出全球首款云原生服務(wù)器CPU。

專注云計(jì)算細(xì)分市場的創(chuàng)新，提供定制化產(chǎn)品幫助僅成立三年半的Ampere迅速獲得了頭部大客戶的認(rèn)可，但想要保持持續(xù)創(chuàng)新滿足客戶需求，是Ampere團(tuán)隊(duì)的巨大挑戰(zhàn)，也是其愿景所在。

“Ampere的客戶都是全球極具創(chuàng)新性的公司，他們的要求非常高，不僅要求處理器性能優(yōu)秀，能夠引領(lǐng)市場創(chuàng)新，而且希望每年都有新產(chǎn)品落地，產(chǎn)品研發(fā)的節(jié)奏也非?？臁＿@極具挑戰(zhàn)，但同時也是最有趣的部分?！盝eff表示。

注，文中配圖來自Ampere

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