apm在耐心培育64位ARM服務器芯片市場

　　在服務器市場，Intel及apm等公司稱Intel的市占率達95%~97%。其余份額由多家企業爭奪，主要有ARM體系的芯片廠商和Power體系的芯片廠商等。

　　為何這么多企業會角逐這區區3%~5%的服務器市場?而且在半導體業投資不被看好的美國，為何他們還獲得了風險投資?

　　2015年四季度，我們參加了Globalpress組織的Euroasia媒體采訪團，走進了apm (applied micro)公司位于硅谷的總部。該公司挑戰霸主Intel，推出了CPU和嵌入式處理器等。

　　挑戰老大的理由

　　據悉，該公司研發人員100多人，已有十多年歷史，起家于連接產品，采用PowerPC技術。此次做ARM處理器，已拿到投資，主要原因是看重數據中心、云計算、網絡處理器市場的增長空間巨大;另外ARM在移動領域市場很好，希望ARM生態圈逐漸擴大，滲透進服務器市場。

　　apm總裁兼CEO Paramesh Gopi博士首先介紹了優勢：apm是基于ARM 64位服務器技術的先鋒，是世界上第一個64位ARM服務器解決方案供應商，適合大型企業和云IT供應商的快速上市，有多代經過驗證、測試的技術，以及業界領先的ARM研發團隊。

　　圖 apm總裁兼CEO Paramesh Gopi博士

　　apm市場副總John Williams分析了采用ARM的益處。歷史總是驚人地相似，先來回顧一下歷史。

　　首先是Intel的崛起。在上世紀90年代，Intel統治和發展了PC市場，Intel也進入服務器CPU市場，利用x86在大量PC市場的規模經濟;盡管性能不如RISC，但是有更好的ROI(投資回報率);而RISC廠商自我滿足并保護利潤，致使研發遲緩，使x86在短短4年內從市場份額0增長到40%。

　　同理，下一個周期是從2012年開始，ARM廠商統治和發展了移動市場。ARM廠商正在擴充服務器CPU市場：利用ARM在大批量移動市場的規模經濟，盡管比x86有更低的單線程性能，但是有更好的ROI;而目前Intel正試圖保護利潤。

　　筆者在此也插入一下其他服務器芯片廠商的觀點，有的認為，從商業上，Intel的市場份額已經足夠高，如果從95%~97%進一步上升到98%、99%，對Intel來說，增長率是微乎其微的，因此Intel會把增長點和創新點會放在其他高增長領域。因此，這也是其他企業有機會突破的機會。

　　apm芯片定位

　　apm的ARM處理器看重了服務器市場和64位嵌入式市場。X-Gene是世界上第一個64為ARM服務器SoC，可用于云和企業基礎設施、硬盤存儲基礎設施、高性能計算;HeliX是世界上首款64位ARM嵌入式SoC，可用于企業網絡、企業級存儲、電信基礎設施和工業。

　　在服務器芯片市場，apm認為服務增長的地區有三大區，北美(約40%)，中國(約25%)，西歐(約15%)。其中中國增長最為可觀，會從2016年增長率23.2%，發展到2019年的增長率25%。這種增長就像ARM技術早年被廣泛采用的時代一樣：對新解決方案非常開放，野蠻生長并且渴望創新。

　　X-Gene賣點：服務器級的性能，移動級的能效

　　X-Gene的特點之一是幾乎沒有計算的工作負載，而大部分受限于內存容量、帶寬和I/O口，另外HPC工作負載更適合采用GPGPU。

　　其二，在架構上是向外擴展(scale-out)，而非scale-up(向上擴展)。因此擁有更高的密度、性能功耗比、性價比。

　　第三，實現了平衡。強大的CPU帶有一個優化的ARMv8核，有大容量的內存——有充足的內存，而不是單純向上增加(upsell)的，低功耗方面，能源效率也不是簡單的向上增加的。

　　最后，開源。有開源的軟件和硬件。

　　具體地，X-Gene 1處理器是公司第一代產品，已經量產，是全集成的芯片上服務器(Server-on-a-Chip )。有8個定制的ARMv8 64位核，最高可達2.4GHz，8MB共用L3高速緩存器(cache)。有集成的內存控制器，是4 DDR3通道。集成的網絡架構，有Dual 10Gb以太網，Quad 1 Gb以太網。此外，還有集成的外部存儲器、集成的I/O接口等。熱設計功耗(TDP)大約為45瓦特。

　　圖 X-Gene 1處理器

　　2015-2016年度，公司將推出全新的X-Gene 2處理器，現已提供樣品。相比上代性能提升很多。例如，在8個定制的ARMv8 64-bit核方面，最高可達2.8GHz，增強了核架構，擴展了指令集，性能有10%的提升。在集成的內存控制器方面，是4 DDR3通道(DDR3-1866)。集成的網絡架構方面，新增了通過以太網支持的RDMA。此外，集成的I/O接口方面，有全I/O虛擬化(SMMU)等。熱設計功耗(TDP)只有35瓦，每瓦特性能提高了50%!

　　預計2017年還要在芯片密度上進行優化。

　　目前已有一個客戶。例如HP ProLiant m400 “Moonshot” Cartridge， 2014年第4季度已出貨。

　　Helix嵌入式64b ARM處理器

　　64-bit嵌入式市場正快速地從PowerPC與MIPS架構轉移到ARM。apm稱其Helix處理器是世界上第一個64-bit ARM嵌入式SoC。特點是擁有企業級的DNA(使用了企業級芯片——X-Gene核心架構)，正引領業界標準(比其他64-bit ARM解決方案領先了一年)，業已經過生產驗證的技術(X-Gene技術已經被一級OEM/ODM伙伴采用)。

　　圖 HeliX 2處理器

　　Helix 1是2014年推出。目前Helix 2處理器已經提供樣品。apm還提供HeliX 2 ComExpress開發板。

　　apm高速連接解決方案

　　公司市場副總裁Omar Hassen介紹了apm的起家產品——高速連接產品，有三大類。第一，提供物理層、framer和mapper解決方案。包括高速混合信號PHY芯片解決方案，用于網絡和路由應用。第二，X-Weave 數據中心連接解決方案。第三，服務供應商連接解決方案。

　　市場驅動力是數據中信，apm在技術經驗與投資方面非常充足。該公司預計其連接產品的營業額在2020年將達14億美元。

　　小結

　　apm很有趣，這家以印度裔人為主導的公司有著鴻鵠之志。其從網絡連接芯片起家，但是要做網絡的基因(注：Gene的中文翻譯)和DNA(注：Helix的中文翻譯)。

　　而這絕非坦途，據筆者所知，幾年前ARM推出64-bit核時，曾掀起過做ARM服務器芯片的熱潮，但后來一些公司已經倒下。大浪淘沙之后，apm芯片已經落地——量產和應用，并出了第二代，實在不容易。據悉，目前市面上的ARM服務器芯片制造商，除了Applied Micro(apm)，還有AMD、Cavium和TI，還有虛擬化提供商Citrix，以及中國本土芯片廠商等，他們之間是競爭，也是合作——一起沖擊x86陣營。正像apm總裁兼CEO Paramesh Gopi博士所說，他們不僅在培育這個市場，同時更在耐心等待，期望未來ARM生態系統在服務器領域爆發。