中国芯,再次领跑


今年3月,安谋公司发布了其号称十年以来最大更新,也是未来十年业务基石的ARMv9架构,随后的半年多时间,哪家厂商将率先推出基于ARMv9架构的产品,成为全球业界谈论的热门话题,骁龙898,联发科天玑2000,还是传说中的亚马逊Graviton3?

今天,答案揭晓。

全球第一款ARMv9架构芯片,在大陆诞生了。

10月19日,2021云栖大会现场,阿里巴巴集团旗下半导体公司平头哥,正式发布其首颗通用芯片—倚天710,采用先进的5nm工艺制程,集成600亿晶体管,主频最高可达到3.2GHz。

中国芯,再次领跑

作为首款亮相的ARMv9架构芯片,倚天710在标准测试集SPECint2017上,性能跑分达到440,超出业界标杆20%。

三年“三级跳”

倚天710的亮相,堪称意料之外,情理之中。

说意料之外,是因为通用芯片(CPU)这一品类,为了实现场景通用性,片上系统(SoC)集成了大量不同功能模块,架构设计难度远高于其他类型逻辑芯片,而应用于服务器的CPU,由于对吞吐率、响应速度、可靠性的严苛要求,更是属于CPU中的高端产品。

在此次发布会前,尽管平头哥已先后推出用于物联网设备和AI云计算的玄铁、含光芯片,并首次进入全球半导体行业新锐Silicon 100榜单,但其业务领域仍被划入“专用处理器/加速器”,因而业内在讨论通用芯片动态时,平头哥很少被纳入视野。

中国芯,再次领跑

倚天710横空出世,意味着组建仅3年的阿里平头哥团队,实现了嵌入式处理器—AI芯片—通用芯片的“三级跳”,尤其是向通用服务器芯片这一高度复杂产品的飞跃,使其技术能力一举进入中国大陆芯片设计业第一阵营。

说情理之中,则是因为自研服务器芯片,是阿里巴巴云计算业务发展的需求使然,几乎是一张决策“明牌”。

“大淘宝”流量压力,曾驱使阿里部署了或许是亚洲最大规模的IBM小型机、OracleRAC和EMC存储集群,即IOE架构,2009年首个双11购物节诞生,则标志着中国电子商务的场景创新,超过了传统IOE架构的支撑能力,最终推动阿里转身自研数据库与云操作系统,开启“去IOE”进程。

2013年5月,阿里集团最后一台IBM“小机”在支付宝下线,同年7月,最后一个Oracle数据库在广告系统下线,内部“去IOE”的成功,也意味着阿里云具备了大规模开拓外部市场的能力。

随着阿里云一路成长为亚洲第一、全球第三大公有云平台,前后皆有巨头虎视眈眈,对业务精益管理提出了新的要求,如何压缩上百万台服务器规模的硬件采购、运行成本,自研通用芯片就是必由之路。

有趣的是,目前全球第一大公有云厂商—亚马逊,也走过了十分类似的发展路径,为电商业务部署的服务器集群闲置资源,催生了亚马逊云计算业务AWS。随着商业模式跑通,需求爆发,数据中心巨大体量所产生的规模效应,也同样使内部自研芯片,成为更具成本优势的选择,2018年,亚马逊基于ARM架构的Graviton服务器芯片正式亮相。

从以上极简梳理中不难看出,终端业务现实需求,是阿里等互联网巨头“从软到硬”,不断向底层技术研发“下沉”的核心驱动力。

上述案例,勾勒出一条发展关键核心技术的共性规律,那就是“需求牵引”的重要性。

长期以来,外界对芯片等关键核心技术的讨论中,往往不自知地陷入一种“供给驱动”的认知框架,将两弹一星大科学工程的经验,直接套用于芯片等大工业工程,产业发展滞后的现实被简单归因于技术,认为科研人员在实验室里解开了有形的技术难题,产业问题自然药到病除。

“做CPU并不仅仅是完成一件产品”

在中国芯片产业“突围”实践中,三年三级跳的阿里平头哥,无疑是“需求牵引”发展模式最新范例,相比之下,“供给驱动”模式,则往往面临需求生态的建设困局。

以龙芯为例,在2010年后项目迈向商业化的过程中,当家人胡伟武曾感言“做CPU并不仅仅是完成一件产品,而是在构建一个软硬件生态体系......CPU企业首先是软件企业”。

十年艰辛备至的商业化过程后,龙芯中科终于有望登陆科创板,在祝福同时,笔者也油然而生一个问题:

龙芯团队坚守二十年的传奇之外,又有多少满腔热情与理想,立志破解“卡脖子”难题的科研工作者,在实验室到市场的漫长旅程中心灰意冷,中途掉队?

909工程,除了众所周知的8英寸晶圆生产线投资外,还确定了与之对接的7家国家重点芯片设计企业,其中一家民营企业全额自筹资金,其他六家均为产学研机构与国资合股组建。

20年后,从总体营收、技术水平等方面来看,市场化运营的企业与其他几家拉开了悬殊差距。

这批同一起跑线的企业发展殊途,固然有传统科研院所“完成任务”作风的影响,专家鉴定验收、职称评审完毕就大功告成,但更深层原因仍然是不同发展模式驱动。

反映909工程全貌的《芯路历程》一书中,时任华虹副董事长邹世昌院士也有类似感受:“科研工作如果不与企业、特别是大企业相结合,是不会取得成功的。我过去在冶金所做所长的时候,所里有二三百个科研成果,但是和市场需要脱节,无法进行大生产转化,都没有用。”

纵观近年来中国芯片设计业十强企业榜单,绝大部分上榜者,都与某个终端需求主体或细分市场有密切联系,倚天710的亮相,则代表着一个新的需求主体与芯片产业建立了纽带。

“倚天持报国”

最前沿的架构与制程,使刚刚发布的倚天710,足以被列入今年全球芯片业大事记。

更重要的是,倚天710这一案例,证明互联网企业系统建设与前端业务支持的巨大需求,完全可以被转化为向底层“硬”科技的研发动力,形成商业上可行的发展战略,平台型企业业务生态和技术管理能力的优势,甚至格外有助于相关技术的突破。

阿里平头哥,乃至其他业界传言正在涉足芯片研发的互联网企业,为“缺芯少魂”这一热点议题的讨论,为外界对产业发展规律与模式的认识,正在带来新的启发。

除倚天710外,阿里此次还推出了面向云原生架构的磐久服务器系列,标志其“集齐”了云基础设施所需从芯片设计、服务器架构、软硬件协同、操作系统、数据库、中间件直到前端业务场景的全栈研发能力,在公有云市场竞争愈演愈烈的当下,这种研发能力闭环,将为阿里带来弥足珍贵的敏捷反应与自主创新优势。

尽管倚天710主要为阿里云自用,且并无取代X86的规划,但基于其数据中心庞大体量,仍可为平头哥研发团队带来充足持续的需求,开启应用与研发良性循环的增长飞轮。

在向高端“纵向”突破的倚天710之外,阿里平头哥在RSIC-V开源架构上,同样有广泛的开发应用生态“横向”布局。

物联网时代的到来,正在推动智能设备的巨大增量需求涌现,在嵌入式CPU领域,RISC-V架构以其开源、简易与高效,已焕发出巨大活力,中国企业在这次热潮中没有缺席,目前RISC-V基金会13位高级会员中,有11家为中国组织或公司,占比超过80%,而阿里,正是其中最活跃的成员之一。

中国芯,再次领跑

此次云栖大会,平头哥也正式开源了其旗舰RISC-V架构产品—玄铁910,将这款优秀的RISC-V处理器及其系列产品贡献给开源社区,显示出阿里对这一技术趋势的重视。

在阿里、SiFive等RISC-V“布道者”企业的推动下,物联网嵌入式设备芯片,正在经历着一场意义深远的商业生态变革,自定义SoC、IP核即芯片(IaaC)等全新方法、理念及实现工具正在不断涌现,并蕴藏着自下而上、从端向云改造芯片行业的想象空间。

去年底,人民日报一篇社评《社区团购争议背后是对互联网巨头科技创新的更多期待》,引起巨大反响,其中金句“别只惦记着几捆白菜、几斤水果的流量,科技创新的星辰大海、未来的无限可能性,其实更令人心潮澎湃”,在社交媒体上也被刷屏。

令人欣慰的是,倚天710、RISC-V乃至量子计算,阿里正用丰硕的硬科技成果,呼应着这个时代的期待。