微软要造“芯”英特尔很受伤重生态的信创要翻身

亚马逊云服务AWS推出自己的服务器芯片已经两年了,并成功的在其云服务中替换x86服务器。苹果在2020年也推出了自己的CPU——M1,并在其MacBook中替换了英特尔的CPU。

作为WinTel联盟主要缔结方的微软,在放出研发服务器用CPU之后,近日又明确将推出自己的PC用CPU。

受此重磅消息的冲击,WinTel联盟CPU主要供应商英特尔的股价应声大跌6%。

微软此举意在何为?抛弃合作了40多年的盟友英特尔,让WinTel联盟走向解体,自己垄断整个个人电脑生态,以一己之力,给用户更好的PC产品?

WinTel联盟的形同虚设无疑给国内信创产业一个翻身的机会。国内有识之士早就看到了这个机会,只不过时机来得有点晚。

微软的操作系统Windows与英特尔的CPU成为个人电脑最核心的组成,形成的WinTel联盟垄断了PC市场40多年。在此领域,几乎没有给其他企业留下机会。

最稳固的壁垒往往是从内部开通突破的。近来,WinTel联盟开始出现解体的迹象。

2020年末爆出消息,微软计划设计自己的处理器芯片,可同时用于Surface PC、台式电脑和服务器。早在2017年,微软就表示,正与Arm服务器制造商合作,优化硅,用于自己的数据中心。

微软与作为Windows个人电脑的主要处理器制造商英特尔建立了长期合作关系。但是随着云计算的发展,微软正在使与英特尔的单一合作多元化,并进而计划推出自己的CPU。

2020年,微软就宣布其新的Surface Laptop 3和Surface Pro X设备不会配备英特尔处理器,而是与AMD和高通合作,生产定制处理器,使得 Surface 芯片多样化。

Windows Server也开始运行在ARM芯片上,但仅用于微软自己的数据中心,目的是评估Azure服务。微软认为,基于ARM的服务器芯片对于内部的云服务应用如搜索、存储、大数据与机器学习等工作负载十分有效。

微软明确表示,由于硅是技术的基础,微软将继续在设计、制造和工具等领域投资,同时也加强与众多芯片提供商的合作伙伴关系。

当然,向英特尔开刀的不仅只有微软一家。亚马逊云服务AWS和苹果的行动更果敢,效果也更显著。

AWS认为,在云服务中采用高级计算付出的代价太高,而一个较小的处理器内核就可以完成这些工作。基于Arm的计算实例可以替代绝大多数云巨头客户所使用的基于x86的服务器。

因此当AWS在2018年发布其第一代处理器——AWS Graviton Arm处理器时,目标是松散耦合的横向扩展工作负载,如Web服务器、日志处理和缓存等。

2020年6月,亚马逊AWS发布了基于ARM架构的 Graviton2 处理器。该芯片是第一代 Graviton的升级版,使用7nm工艺,专门针对云服务应用进行了优化。相较英特尔的x86架构处理器,它可以在降低20%能耗的前提下,提升40%的性能。

得益于使用节能型Arm处理架构的服务器芯片,亚马逊的云业务正在推出更便宜的计算选择。

2020年11月18日,苹果发布了三款全新的Mac电脑,首次搭载了苹果自主研发的M1芯片,放弃了过去的15年里一直使用英特尔的芯片。

苹果和英特尔合作之初,英特尔风头正盛,CPU市场占有率接近60%。2007年,英特尔提出“Tick-Tock”芯片发展战略,优势进一步扩大,到2016年的时候,英特尔CPU市场占有率已经超过80%。

但是行业专家分析,芯片行业的关键决策,未来可能会越来越多地从长期以来掌握权力的芯片供应商手中,转移到拥有资源的芯片使用企业身上,后者将自己制造芯片。

所以AWS自己生产CPU,生产更多的基于ARM的服务器,使用户在享受低功耗的同时,降低成本。

苹果iMac用户也需要更低的功耗和更好的性能,采取自己设计的CPU效果更好。微软想追随苹果的脚步,采用自己的CPU,放弃英特尔。

对于计算机用户来说,这种变革可能会带来更多的技术选择,更快的计算速度,以及更低的价格。

其实,在CPU方面,英特尔是一家非常成功的公司,几乎垄断了PC和工业标准服务器的CPU市场,几十年来也赚得盆满钵满。

那么众多英特尔的生态企业为什么要自己造芯,急于换掉英特尔呢?根本原因是不想把鸡蛋放在一个篮子里,规避发展的风险。

第一个原因是英特尔表现并不令人满意。专家介绍,苹果M1芯片已经用上了5nm制程,AMD的桌面级的处理器 Ryzen 系列也用上了 7nm 制程。与此相比,英特尔CPU工艺制程落伍了。

根据相关资料,英特尔用于笔记本电脑产品的低功耗版11代英特尔酷睿处理器工艺制程仅达到了10nm,目前高性能的桌面级处理器还是14nm,10nm的桌面级处理器要在2021年才能推出。

英特尔实行的tick-tock策略,一年一次tick和tock,分别是减小能耗、减小发热量和更新处理器架构、提升性能的过程,需要两年才能有一次大的性能提升。

要命的是从14nm过渡到10nm的过程中,该模式失效了。据报道,英特尔10nm产品的晶体管密度甚至和台积电7nm产品相近,导致英特尔在真正量产时良率不高,Tick-tock 模式失效了,2 年更新一次制程变成了3年乃至更长。

这些技术上失误导致苹果的MacBook被迫选择延迟更新或者使用旧芯片,于是,苹果不得不做出与英特尔分手的决定。

另一个原因是众多企业对ARM架构的看好。比起制程的落后,英特尔更应该警惕的是ARM 的崛起。

英特尔和AMD之争已经在PC行业演变了数十年了,一度AMD抢占了37.8%的处理器市场份额,但离英特尔的62.2%还有不少的距离。

而ARM的IP授权模式,让更多的企业拥有自己想要的CPU成为可能。一些客户(如Apple)在ARM许可的体系结构上设计自己的CPU内核,高通、三星、华为等都是其用户。

ARM出售CPU IP,为其他公司的智能手机、平板电脑、虚拟现实耳机、智能扬声器,甚至服务器等设备提供低功耗芯片的指令集等技术。

微软杰出工程师Leendert van Doorn在一篇文章中认为,当查看各种服务器选项时,ARM服务器有很多优势:拥有多个ARM服务器供应商的健康生态系统,可确保围绕技术功能(如内核和线程数、缓存、指令、连接选项和加速器)进行积极开发;

有一个成熟的ARM开发人员和软件生态系统,ARM服务器从高端手机软件堆栈中受益,而这个成熟的开发人员生态系统极大地帮助了微软将其云软件移植到ARM服务器;

ARM设计更适合处理乱序执行和新型数据流体系结构,而不会破坏其已安装的软件基础。

第三个原因是新推出的CPU一方面满足企业个性化需求,另一方面又有非常好的性能表现。

新的M1 MacBook 是一个分水岭。以苹果M1为代表的ARM 芯片进入个人电脑领域,之前许多使用英特尔x86架构处理器才能做的事情,现在采用ARM架构的M1处理器也能做了,甚至部分还做的更好。

国外的评测显示,使用新的M1 的Macbook Pro(16GB 配置),电池寿命长,高性能,无热量等优势。MacBook Pro 被苹果称作史上续航最好的 Mac,正是 ARM 所带来的能耗优势。

看看AWS 芯片带来的性价比变化。如果你在同一个基准测试中运行,在Graviton2和最新的英特尔处理器上,Graviton2大约快20%,它还便宜20%左右。因此,你可以得到40%的价格性能改进。

Arm以移动芯片起家,常常被视为一种降低功耗的方法,而高核心数量使Arm系统很适合并行化,但最近几代Arm也提供了强大的核心。这一组合带来了AWS所关注的性价比。

ARM软件生态正在补足当中,Adobe也在苹果发布新MacBook Pro后不久开始ARM版本的软件测试。微软旗下的Office同样是第一批软件变更的支持者。随着时间的推进,ARM生态可预见性的会一步步完善。

面对以x86 架构处理器为代表的英特尔,ARM展现出的进攻性是电脑市场前所未有的,苹果宣布Mac迁移到ARM生态之后,无疑给了微软足够的信心,ARM个人电脑的优势会促使Windows阵营厂商转投ARM生态。

WinTel联盟呈现走弱趋势,信创翻身的机会来了。在WinTel联盟从内部发展转变的过程中,国内信创(信息技术应用创新)产业链条却逐渐完善,重要领域有望率先取得突破。

专家直言,经过政策的引领,企业、机构大规模的研发投入,我国信创行业逐步实现从“可用”到“好用”的转变,基本建立起从上游芯片到下游应用的替代产业链条,关键环节如国产CPU(鲲鹏、海光、飞腾、龙芯、兆芯等)、国产操作系统(麒麟、统信等)等已实现较好的突破。

这些信创产业链上的不同供应商组成了不同的生态联盟。目前最成气候的堪称华为的鲲鹏生态。

华为在2019年宣布“硬件开放、软件开源、使能合作伙伴”。到2020年,在全产业合作伙伴的共同努力下,鲲鹏产业已经形成了“鲲鹏”CPU+openEuler操作系统为核心的PC和服务器生态联盟。

第一,鲲鹏CPU。华为的鲲鹏处理器由自己设计,基于ARM创立的芯片组架构,主要用于构建PC和服务器。另外,华为也拥有为自己的手机设计的麒麟Kirin 980和为处理在云中运行的人工智能应用程序而创建的昇腾Ascend 910。

第二,操作系统EulerOS。该操作系统是华为基于Linux系统开发的服务器操作系统,是华为搭建鲲鹏生态社区的基石。

而openEuler则是EulerOS的开源社区版,并基于此打造了一个openEuler开源社区。该社区会围绕openEuler OS,逐步开放华为在ICT基础软件领域的技术积累,以及操作系统、编译器/JDK等领域的基础平台能力等,与全球的开发者共同构建一个开放、多元和架构包容的软件生态体系。

在华为开发者大会2020(Cloud)大会上,openEuler社区发布首个Long Term Support版本:openEuler 20.03 LTS,并携手麒麟软件、普华基础软件、统信软件、中科院软件所4家领先的OS厂家,发布基于openEuler的商业发行版,标志openEuler操作系统已具备规模商用能力,加速多核异构计算产业发展。

开放主板和部件,使能硬件伙伴打造自有品牌整机产品,并全面共享能力,坚持伙伴优先,在2020年6月份,伙伴服务器出货量已超过华为自有品牌;

全方面使能合作伙伴,鲲鹏、昇腾开发者已超过30万,合作伙伴超过1000家,完成兼容性认证的解决方案超过3000个。

以前,芯片、操作系统基本被美国企业所垄断,其中,CPU领域我国起步较晚,与发达国家相比存在较大差距;操作系统方面,PC 端主要被微软的Windows垄断,移动端主要被谷歌的安卓系统和苹果的 IOS 系统垄断。

因此,国内信创企业在发展技术、研发产品、发展生态的同时,扩大市场占有率;积极参与全市场要素的竞争,通过应用,扩大市场规模。

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