ARM高性能设计禁止对中国出口，国内服务器芯片还能不能突围？

电子发烧友网报道（文/李弯弯）最近有消息称，软银旗下的ARM确定美国和英国不会批准向中国出口其最新的Neoverse V系列许可，因为性能太高了。这将影响阿里巴巴和其他中国企业购买ARM高性能的芯片设计。
 
对此，有行业人士称，ARM Neoverse分为3个系列，包括V系列、N系列和E系列。V系列主打超算和超高性能，本就不对中国出口。ARM在中国市场一直主推的是Neoverse N系列。阿里平头哥倚天710也是采用的N系列的芯片设计。
 
虽然ARM不批准V系列对出国出口并不是最新的消息，可是不能向中国出口更高性能的设计，必然影响中国企业基于ARM架构进行更高性能服务器芯片设计的推进。近几年，中美关系日益紧张，有企业考虑使用开源方案RISC-V替代ARM架构设计，而这会否成为突破的关键。
 
英特尔、AMD仍占据主导
 
当前中国的服务器市场，乃至全球的服务器市场，主要采用英特尔和AMD的处理器，两者占据全球服务器CPU市场的90%以上，主要是X86架构。近年来ARM架构的服务器CPU市场开始有所增长。
 
现在从性能上来看，英特尔、AMD仍然领先。不过近年来，越来越多的企业参与到国产芯片的研制中，并不断取得进展。比如，国内的阿里、华为、飞腾等企业也有基于ARM架构推出服务器芯片，并已经取得较大规模的应用。
 
阿里平头哥在2021年12月推出了其首款基于ARM架构的服务器CPU芯片倚天710。倚天710包含128个Armv9高性能CPU核，工作频率2.75GHz ~ 3.2GHz。目前倚天710已在阿里云数据中心大规模部署，并以云的形式服务阿里巴巴和多家互联网科技公司。
 
华为在2019年1月发布了数据中心高性能处理器鲲鹏920，兼容ARM架构，采用7nm工艺制造，可以支持32/48/64个内核，主频可达2.6GHz，支持8通道DDR4、PCIe 4.0和100G RoCE网络。如今已经在银行、电力行业等众多领域取得应用。
 
飞腾针对高性能服务系统和大型互联网数据中心等领域，也推出了高性能的服务器芯片，采用自主研发的高性能处理器核心，主要产品有S2500、FT-2000+/64、FT-1500A/16。
 
S2500处理器芯片集成64个自主研发的ARMv8指令集兼容处理器内核FTC663，采用片上并行系统（PSoC）体系结构，主频为2.1GHz。FT-2000+/64芯片集成64个飞腾自主研发的高能效处理器内核FTC662，芯片兼容64位ARMV8指令集，主频为2.0~2.3GHz。这两款产品都主要应用于高性能、高吞吐率服务器领域。
 
除了基于ARM架构的服务器芯片，国内也有企业采用X86架构，比如海光，目前该公司已经规划的CPU产品有海光7000系列、海光5000系列和海光3000系列。海光7000系列产品最多集成32个处理器核心，最大支持8个内存通道和128个PCIe接口，主要应用于高端服务器，主要面向数据中心、云计算等复杂应用领域。
 
海光5000系列产品最多集成16个处理器核心，最大支持4个内存通道和64个PCIe接口，主要面向政务、企业和教育领域的信息化建设中的中低端服务器需求，并发处理能力和单核心处理器性能较为均衡。海光3000系列产品最多集成8个处理器核心，最大支持2个内存通道和32个PCIe接口，主要应用于工作站和边缘计算服务器，面向入门级计算领域。
 
从海光此前发布的招股书来看，海光CPU已经有海光一号和海光二号两代产品实现了商业化应用，海光三号已经完成产品验证，海光四号处于研发阶段。公司目前在售的海光CPU产品主要为海光7200、海光5200和海光3200系列产品。
 
虽然目前英特尔、AMD还没有发布消息限制授权，不过从现在的情况来，ARM、英伟达都已经有消息显示，高性能的产品禁止对中国出口，想必国内想要基于X86架构在服务器芯片上取得突破也很困难。
 
未来谁可能取得突破
 
除此之外，国内也有企业走的其他路线，比如申威，这家公司早在2010年，就开始研发以服务器处理器为核心的申威通用处理器。2012年第一代服务器处理器芯片研发完成，2016年完成第二代芯片研发，包括16核的申威1621和4核的申威421/411。申威的指令集是基于Alpha进行扩展。2020年申威又推出新的服务器处理器威鑫3231，该产品为32核设计，主频2.0-2.5GHz，功耗低，封装热阻低，支持动态功耗管控，支持单路、双路和四路直连。
 
还有龙芯，坚持走自主研发的路线，其最新推出的龙芯3C5000/3C5000L服务器处理器芯片，16核设计，主频2.2GHz，基于完全自主的LoongArch®龙芯指令系统，支持双路、四路机架式及塔式、高密度等多种服务器及存储产品形态。龙芯3C5000/3C5000L完善支持Docker、KVM等虚拟化应用，适合数据中心、云计算以及高性能计算等领域广泛应用。
 
另外近几年开源开放的RISC-V架构越发成熟，在当下中美关系日益紧张的当下，它被认为是可以用来替代ARM架构的设计，目前国内的企业在这方面也不断取得进展。
 
在上个月的云栖大会上，阿里平头哥发布了全新RISC-V高能效处理器玄铁C908。玄铁C908支持多核多簇架构，采用高效9级双发按序流水线，主频2 GHz，通过创新的微体系结构和指令融合等技术，实现能效的大幅提升。最新发布的玄铁C908实现了RISC-V架构的能效突破。
 
平头哥副总裁孟建熠在会上表示：“玄铁C908打开了RISC-V高能效应用的一片蓝海领域。从低功耗，到高性能，再到高能效，平头哥大幅提升软硬一体的全栈能力，打造出丰富的玄铁RISC-V处理器家族。我们还将不断拓展RISC-V技术、应用和生态的边界，挖掘RISC-V在更广阔的端云一体生态中的新价值。”
 
另外近期，赛昉科技发布更高性能的RISC-V应用处理器——昉·惊鸿8100 SoC（JH8100）。此前，赛昉科技发布的业界首款高性能RISC-V多媒体处理平台——昉·惊鸿7110 SoC（JH7110），已于今年量产，并广泛应用于单板计算机、云电脑、工业控制等领域。
 
最新发布的JH8100，采用12nm制程，搭载赛昉科技自研的昉·天枢CPU Core IP，采用四大核二小核设计。昉·天枢是一款64位超高性能RISC-V处理器内核，采用12级流水线设计，可实现超标量、深度乱序执行等。昉·天枢工作频率最高可达2GHz，SPECint2006 9.0/GHz，Dhrystone 6.6 DMIPS/MHz，CoreMark7.6/MHz。赛昉科技资深产品总监赵晶表示，除了在JH8100应用外，昉·天枢还可应用在数据中心、人工智能等高性能应用领域。
 
该公司表示，基于RISC-V指令集，赛昉科技已实现了RISC-V Core IP（昉·天枢系列）、SoC（昉·惊鸿系列），开发板（昉·星光系列）全方位产品布局，并与合作伙伴一起持续推动RISC-V软件生态的完善。JH8100的出现，将打破RISC-V多数被应用在IoT领域的现状，引领RISC-V进入高性能应用时代。
 
整体而言，现在国内在服务器芯片方面不断取得进展，不过性能上较英特尔、AMD仍然存在差距。想要取得突破虽然很难，不过还是需要持续努力。当然从现在的情况来看，高性能芯片IP还会有随时被禁售的风险，那么未来要想真正实现突围，自主创新还需努力。