倚天一出，誰與爭鋒？
5nm、單芯600億晶體管、128核、主頻3.2GHz……首戰跑分就超出業內標桿20%，能效比提升50%以上。
這就是阿里平頭哥半導體，在2021云棲大會現場交出的最新造芯成果。
取名倚天710，一顆自研云端芯片，刷新了Arm服務器芯片性能紀錄。
更重要的是，這也是阿里平頭哥成立以來，第一顆通用芯片。
以“生死看淡，不服就干”進軍造芯3年來，平頭哥先后推出了處理器IP玄鐵910、AI推理專用芯片含光800，并且落到地商用。
但CPU，作為計算機系統最核心單元，無論難度還是重要性，意義如何強調都不為過。
在專用芯片含光800發布時，阿里巴巴集團CTO、達摩院院長張建鋒謙虛表示：這是平頭哥的萬里長征第一步。
而現在，隨著倚天710發布，通用芯片的成功拿下，毫無疑問標志著平頭哥半導體來到了一個更大的里程碑節點——長征路上的艱難一役已被攻克。
同時，對于開啟商業互聯網向硬科技轉型的阿里巴巴而言，亦是標志性時刻。
一顆通用服務器芯片（CPU），負責接收、處理、運算服務器計算機內部所有信息，是業內公認的設計難度最高的芯片之一。
但平頭哥出手，選定的就是最具挑戰的賽道。
倚天710采用業界最先進的5nm工藝，單芯片容納高達600億晶體管；在芯片架構上，基于最新的Arm v9架構，內含128核CPU，主頻最高達到3.2GHz。
內存和接口方面，同樣集成業界最領先的DDR5、PCIE5.0等技術，可以有效提升芯片的傳輸速率、適配云的不同應用場景。
在行業基礎測試平臺SPECInt2017上，跑分高達440，超出此前業界標桿20%，首戰即巔峰。
而且性能巨獸還兼顧了功耗。
能效比相較業內標桿，實現了50%的優化，在數據中心應用中，節能減排意義不言自明。
沒錯，數據中心、云服務，將是倚天710的最核心商用場景。
作為一顆高性能服務器芯片，倚天710針對云場景的高并發、高性能和高能效需求而設計，把最前沿的芯片設計技術與云場景的獨特需求相結合，最終實現了性能和能效比的突破。
比如云計算高并發條件下的帶寬瓶頸，倚天710就對片上互聯進行了特殊優化設計，通過全新的流控算法，有效緩解系統擁塞，從而提升了系統效率和擴展性。
這也是為什么倚天710一出，Arm賽道服務器CPU無人能與爭鋒關鍵原因。
Arm基礎設施事業部全球副總裁鄒挺就表示：
阿里巴巴作為公有云的頭部廠商之一，為其他云服務提供商樹立了可以效仿的標桿。
對Arm來說，平頭哥在服務器處理器倚天710芯片的研發成果無疑是一項重大的里程碑，同時也驗證了Arm IP在基礎設施領域的產品路線圖以及每瓦性能的優勢。
我們為平頭哥的技術團隊感到高興，期待繼續與平頭哥和阿里巴巴在芯片設計、軟件應用優化以及生態孵化方面開展進一步深入的合作。
但即便成果如斯，阿里云智能總裁、達摩院院長張建鋒，對倚天710強調更多的，還是客戶第一。
他說，倚天710的發布，是基于阿里云“一云多芯”和“做深基礎”的商業策略的結果，初心只是希望滿足客戶多樣性的計算需求。
所以也是在這種策略之下，倚天710不選擇對外出售，主要是阿里云自用，與自研AI推理芯片含光800一樣，以云服務方式實現價值輸出。
張建鋒還表示，將繼續與英特爾、英偉達、AMD、Arm等合作伙伴保持密切合作，為客戶提供更多選擇。
平頭哥不是上來就“敢”挑戰通用芯片的。
在倚天710之前，平頭哥先后交貨RISC-V處理器玄鐵910、首款專用芯片含光800，對于芯片設計和流片領域，已然不再是“新人”。
但即便如此，這也不代表可以輕而易舉跨越——專用芯片到通用芯片的技術鴻溝。
如果將專用芯片類比為人類負責某一項能力的神經元，那么通用芯片，就好比大腦。
復雜性可見一斑。
所以哪怕半導體行業歷史已然不短，但全球范圍內，掌握CPU打造能力的半導體公司，也屈指可數。
可以明確的是，CPU是半導體行業設計門檻最高的芯片之一。
具體到數據中心領域，其CPU同樣是業內公認最復雜的芯片之一，其架構設計復雜，對性能、功耗要求極高……
平頭哥交貨之前，全球只有Intel、AMD、AWS、華為等公司掌握這樣的技術實力。
如果再算上制程、封裝，以及性能和功耗，能者更加寥寥。
而平頭哥不僅干了，還一干就瞄準頂級性能，擠爆牙膏，把服務器芯片帶進5nm時代。
關于芯片的工藝，用其另一個名字“集成電路”，可以更好理解。
芯片，就是由大量晶體管組成的復雜電路，其中晶體管的柵極是最窄的線條，這個線條的寬度就代表了工藝的大小。
工藝越小，單位面積所能容納的晶體管就越多，而芯片的性能也會越強，但這一數值越低，對技術的要求也越高。
在此之前，服務器芯片最先進的工藝仍為7nm，如果倚天710設計之初就定位7nm，可能會更穩妥。
但如果要挑戰5nm，就得在能量密度、芯片內部結構布局等方面，有更多開創性的工作。
據說在研發過程中，平頭哥團隊光EDA軟件調度就多達30多種，還度定制時鐘網絡和定制IP技術，此外采用了先進的多芯片堆疊技術，就為確保了芯片性能、功耗的優化。
回答是：沒得選。
平頭哥方面解釋，終端設備的寸土寸金，讓外界更容易理解制程工藝之于CPU的重要性。
但易于忽略的是，用于服務器的高性能CPU，同樣對制程工藝要求極高。
隨著算力需求突飛猛進，對服務器CPU的性能要求也在水漲船高。
如果平頭哥選擇7nm，甚至退回10nm，不僅會導致面積上的增加，而且難于放下更多的Core……
另一方面，制程越先進，芯片越小，運營成本節省也會越多。
在數據中心領域，評價芯片有專門的重要維度叫TCO，即總擁有成本，所以數據中心芯片對于功耗異常敏感，更先進的制程，會在7×24小時運轉運營中，節省更多的電力成本。
所以在研發過程中，“潛在客戶”阿里云，就明確在性能、制程工藝和功耗方面，提出了更高的要求：
如果不能比現有方案更好，那就沒有升級的必要。
如果不能比現有方案更強，也缺乏升級的說服力。
從這個維度來說，不難理解平頭哥團隊透露的“唯有最頂級才能生存”。
這不僅是自身產品能力的證明，更是平頭哥商業化、可持續經營的題中之義。
與絕大多數芯片公司不同，平頭哥的模式并非直接芯片對外售賣，而是服務云端，以阿里云對外輸出，其最大客戶就是阿里云。
但也是這種原因，讓倚天710的首戰即巔峰，多少有點制度優勢的意味。
因為背靠阿里云這個全球前三的云平臺，平頭哥的云端芯片，從定義和設計之初，就比獨立供應商更能深刻理解數據中心的業務場景和需求。
可以說是真正面向需求的芯片設計模式，最終追求的也是芯片即服務。
這也能解釋，不論是AI推理芯片含光800，還是服務器CPU倚天710，為何都能有如此矚目的性能提升。
不過值得注意的是，阿里平頭哥的芯片推進，不光是這種性能上的縱深突破。
在本次云棲大會現場，另一則生態建設方向的軟進展，同樣可能影響深遠——
平頭哥方面正式宣布：開源玄鐵RISC-V系列處理器，并開放相關工具及系統軟件。
這也是發布玄鐵910等處理器IP后，平頭哥在RISC-V生態上的重要舉措，成為了系列處理器與基礎軟件的全球首次全棧開源案例。
在玄鐵910推出時，我們就介紹過“一個時代有一個時代的芯片”。
RISC-V架構因其開放、靈活的特性，有望成為繼Intel x86、Arm后的下一代廣泛應用的CPU架構。
但當前RISC-V架構面臨的挑戰也非常直接：應用碎片化、開發效率低、軟硬件適配難等等。
歸結起來就是，軟硬件生態尚需更上一層樓。
而玄鐵開源，可謂穩準狠出擊，切中RISC-V生態發展剛需。
在AIoT領域中，平頭哥自研推出的玄鐵RISC-V系列處理器，覆蓋從低功耗到高性能的各類場景，支持AliOS、FreeRTOS、RT-Thread、Linux、Android等操作系統，并已成功應用于微控制器、工業控制、智能家電、智能電網、圖像處理、人工智能、多媒體和汽車電子等領域。
目前出貨更是已超25億顆，擁有超150家客戶、超500個授權數，成為國內應用規模最大的國產CPU。
所以此時開源，生態拓展的目的，再明確不過。
而且對于觀察平頭哥，這同樣是一則意義明確的風向標注腳：
這家2018年成立的半導體公司，雄心和價值，不會止于哪款芯片本身。
時間重回3年前，依然是云棲大會。
那年阿里巴巴官宣造芯投入最大升級，成立平頭哥半導體公司。
外界都關注熱議“生死看淡，不服就干”的平頭哥精神，但對于阿里這次高調造芯的未來之路，并非沒有質疑。
它是一個布局已久的決定。
從2016年阿里投資軟件定義網絡（SDN）芯片公司Barefoot，其后延展覆蓋AI芯片、物聯網芯片等領域，將翱捷科技、寒武紀、深鑒、耐能（Kneron）、中天微、恒玄科技等納入旗下。
同時達摩院中，組建起一支由半導體行業的工業界和學術界頂級專家組成的技術團隊，研究方向全面涵蓋系統架構、計算技術、存儲技術以及芯片工程等核心芯片設計技術，然后成立平頭哥后，率先在AI專用芯片領域取得成果。
但平頭哥的推進，依然被認為是一次過于大膽的跨界嘗試。
即便全球范圍內，也還沒有哪家公司，能夠短短數年內，完成專用芯片到通用芯片的跨越。
所以倚天710交貨，不僅是平頭哥已具備復雜大芯片設計能力的證明，也是阿里造芯標志性一役。
如果說AI專用芯片含光800的發布，被視為萬里長征第一步。
那通用芯片倚天710，則表明阿里造芯的長征行軍，完成關鍵一役。
現在平頭哥交出的成果和芯片能力證明，足以躋身頂級半導體公司序列。
其次，這同樣也是22歲阿里巴巴的歷史性時刻。
在阿里內部，2009年成立阿里云、啟動飛天操作系統，被看作探索前沿科技的開端。
然而過去10年來，阿里的成功，更多被認為是商業上的成功、運營上的成功，而不是科技實力上的成功。
直到2017年達摩院推出，包含AI、量子計算、自動駕駛、芯片和5G等前沿技術領域探索被明確，才讓人感知到商業巨頭面向硬科技轉身的強烈決心。
而平頭哥半導體，就是這種轉型努力的集大成者。
在最硬核、最底層的芯片半導體領域，從發布RISC-V玄鐵處理器，到發布AI芯片含光800、通用服務器芯片倚天710，平頭哥三年完成“三級跳”。
這種跨越并不容易，但正是這種難，方能證明前進方向的必要性和正確性。
幸運的是，阿里再次用成果說話，把相信變成了看見。
所以倚天710交貨，同樣也是阿里硬科技再上新臺階，從商業公司向硬科技公司轉身的標志性時刻。
當然，這甚至不止于阿里一家公司本身。
過去幾年風風雨雨里，中國在芯片領域面臨的客觀現實，震驚了所有人，教育了所有人。
中國最大的出口商品是什么？
品類有爭論。
但中國最大的進口商品是什么？
答案有且只有一個：芯片半導體。
盡管在芯片設計領域，不同的力量正在快馬加鞭補足短板。
但高性能CPU市場，建樹有限，始終處于落后待供應狀態。
而現在，5nm倚天710一出，局面得到根本性扭轉，在高性能服務器芯片領域，新的標桿和燈塔，日出東方。
這或許也是阿里平頭哥團隊，將這款芯片以倚天來命名的原因。
有意思的是，自交貨以來，平頭哥團隊就選取中國上古和武俠中的“神兵利劍”成為每一款產品的江湖代稱。
玄鐵是“重劍無鋒，大巧不工”的處理器IP。
含光是“視不可見，無往不利”的AI專用芯片。
而倚天……首款CPU芯片。
倚天一出，誰與爭鋒？！
— 完 —
來源：量子位
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