一天之内,两家公司的两场发布会,似乎让芯片巨头英特尔(Intel)有点苦闷。
10月19日凌晨1点,苹果公司(Apple)发布了一系列新的MacBook Pro产品,由基于ARM架构、5nm制程工艺的自研Silicon M1 Pro 和 M1 Max两种不同的新桌面处理器(SoC)提供芯片支持,全面取代英特尔酷睿系列,是苹果迄今打造的最强芯片。
9个小时后的2021云栖大会上,阿里巴巴旗下半导体公司“阿里平头哥”发布基于ARM架构的自研通用服务器(CPU)芯片倚天710,采用5nm工艺,容纳高达600亿晶体管,性能超过业界标杆20%,能效比提升50%以上,声称是业界性能最强的ARM服务器芯片,同时也是阿里*颗为云而生的CPU芯片。
尽管自研芯片的应用领域、自用形态不尽相同,但处于全球芯片短缺之际,苹果、阿里平头哥两家公司却不约而同拥抱ARM架构,选择发力自研芯片设计,与英特尔和x86处于“若即若离”的关系。
失去了重要客户,英特尔同样也感受到了压力。前两天,英特尔CEO基辛格(Pat Gelsinger)接受美国媒体Axios采访时表示,他不怪苹果公司放弃英特尔并决定打造自己的芯片,但希望能赢回这个客户。
“苹果决定他们自己可以制造出比我们更好的芯片。而且,你知道,他们做得很好。所以我要做的就是,生产出一款比他们自己做的(M1)更好的芯片。随着时间的推移,我希望能赢回他们的这块业务,以及其他许多业务。”基辛格表示。
截至发稿前(北京时间10月20日凌晨),英特尔(NASDAQ:INTL)股价收盘时报55.21美元/股,仅涨1.17%;苹果公司(NASDAQ:APPL)股价报148.76美元/股,涨1.51%,市值达2.46万亿美元;阿里巴巴美股(NASDAQ:BABA)股价涨超6.10%,报收177美元/股;阿里港股(09988.HK)涨1.17%,报收164.8港元/股,市值为3.57万亿港元。
阿里三年磨一“剑”
倚天710所属的通用处理器芯片领域,是数据中心最复杂的芯片之一,其架构设计之复杂、技术难度之高,致使多年以来,掌握这一技术实力的企业屈指可数。
实际上,全球三大指令集架构x86、ARM、RISC-V中,x86已是服务器芯片市场的主导者,x86霸主英特尔长期占据主导地位。
但过去三年间,市场格局开始发生变动,Arm公司开始向服务器市场发力,于2018年10月宣布推出一款专为云数据中心、边缘计算及5G网络市场而打造的全新Neoverse系列服务器芯片,并逐步完善V、N、E三大系列产品路线图,随后该公司发布了ARM v9架构,加速了整体产品布局。
阿里很早就开始了自研芯片布局。2017年10月,阿里成立达摩院,随后组建了一支由半导体行业工业界和学术界*专家组成的技术团队,开始专攻核心芯片设计技术;2018年,阿里全资收购中国大陆*拥有自主嵌入式CPU IP核的半导体公司中天微,随后两家合并成立平头哥半导体公司。
过去三年间,阿里平头哥完成了从发布*RISC-V处理器玄铁710、*云端AI推理芯片含光800,以及如今*通用服务器芯片倚天710。其中前两款更多是在AIoT领域应用,搭配AI技术系统的硬件配置等。如今新的芯片则向CPU处理器领域发力。
2021云栖大会上,阿里云智能总裁、达摩院院长张建锋表示,这款芯片将不对外出售,主要是阿里云自用。他强调,“我们将继续与英特尔、英伟达、AMD、ARM等合作伙伴保持密切合作,为客户提供更多选择”。
与阿里类似,苹果也不是首次研发基于ARM的M1 Pro和M1 Max处理器。
如果你还记得去年WWDC发布M1的时候,苹果就说了,这就是一颗改进的移动处理器。而苹果研发A系列移动处理器,则要追溯到乔布斯时代,如今已超过10年。
尽管M1“移动SoC”用在了MacBook设备上,但适配和运算仍依赖桌面软件优化。以手里使用的Macbook Air为例,在实际应用方面,M1笔记本电脑与Intel酷睿版本体验几乎一致,性能和散热优势尽显。
苹果发布会上公布的数据显示,在CPU多线程性能指标方面,与英特尔的酷睿 i7-1185G7进行了一些比较,苹果M1 Pro/Max芯片的性能都大大优于英特尔提供的任何产品,而且功耗大大降低。而展示的性能/功率曲线显示,在30W的相同功率使用下,新M1 Pro和Max在CPU吞吐量上比英特尔酷睿i7-11800H快1.7倍。相同的性能水平下,新的M1 Pro/Max实现了 70% 的低功耗,远远*于英特尔目前所取得的成就。
CPU性能对比图(来源:Apple)
除苹果公司、阿里平头哥之外,华为、字节跳动、腾讯、百度也都在布局芯片领域,甚至还有谷歌、亚马逊、微软。2018年11月,全球*大云服务商亚马逊AWS就推出基于ARM架构的*服务器芯片。
巨头“造芯”战升级背后的三大原因
那么,行业内如何看待苹果、阿里造价上亿元自研芯片,都放弃了英特尔和它的x86,过渡到ARM?
对此,钛媒体App采访了新思科技中国副总经理谢仲辉、壁仞科技联席CEO李新荣等多位半导体行业人士,大概梳理了三个“造芯”主要原因。
一是增强自主可控能力。由于芯片是服务器、消费电子等产品的底层基础,没有高性能芯片很难完成AI算力和算法提升。而且,去年浪潮和英特尔之间的“临时性断供”风波等事件对行业如鲠在喉,给其他企业提了重要警示。在百度造“昆仑芯”这一前车之鉴下,通过ARM IP的设计自研芯片方式,脱离英特尔x86架构,加速国产自研云服务器芯片步伐,不断形成自主可控的软硬件解决方案。
苹果方面,英特尔酷睿系列产品制程(14nm)落后于竞品,散热性能都弱于ARM架构产品,加上英特尔产品每年12月推出,Mac设备则发布于每年六月WWDC期间,导致半年空窗期让苹果研发进度落后于市场。库克想要掌控自主话语权,改进A系列移动处理器/ARM,那么诞生M1系列芯片成为了新选择。
据《纽约时报》报道,英特尔一度最早被预计于2015年推出的最新芯片制造工艺实际直到2019年才开始大批量生产,这个延迟给台积电和三星电子机会生产了多家公司设计的芯片。
二是ARM架构应用广泛,与自身算法结合生产更高性能产品。通过打造高性价比的自研云端芯片,结合自身场景需求,为客户提供更丰富的选择,以及更高性价比的软硬件协同方案,已是近年多家云计算巨头重点发力的方向。同时基于Arm架构的服务器芯片在技术、性能、生态系统方面都日益成熟,这给自研芯片厂商提供了便利的土壤。
今年7月钛媒体App参与的一场闭门演讲中,苹果公司大中华区董事总经理葛越提到,苹果端到端的产品设计,从芯片到硬件再到软件全栈式覆盖。这意味着其设计的是完整的用户体验,包括从芯片到操作系统,以及从拍摄到分享、沟通、创造和学习等一系列的丰富功能。
近日,谢仲辉在接受钛媒体App采访时表示,这些互联网企业深知自身的芯片技术起步比较晚,研制出的芯片本身性能弱于成熟芯片公司。然而他们则更多依靠对系统理解的优势,通过软件算法与芯片硬件的协调优化实现差异化。这些企业依靠更加紧密的软硬件结合方式,从而让芯片实力达到更高水平,最后匹配到产品对应的场景应用体验当中。(下载钛媒体App,详见前文:《互联网巨头“造芯”实际水平如何?新思科技中国谢仲辉:软硬件结合打造差异化优势》)
李新荣则接受钛媒体App*采访时表示,做一颗芯片,不只是硬件能力,软件算法、生态等一体化能力都至关重要,使程序能跑得更快更好。但他也指出,如今苹果在手机市场一家独大,话语权越来越高,导致苹果创新能力变弱,真的已阻碍了行业进步。
昨晚Arm公司首席执行官Simon Segars表示,在人工智能、5G和物联网领域,ARM架构有很好的应用场景,接下来ARM发布的两款处理器架构将有望实现高达30%的代际性能提升。
三是资金能力和产业链话语权不断增强,使得巨头们有信心“造芯”。包括倚天710、M1在内的芯片集成如此多先进技术,也意味着这款芯片的成本非常高昂。随着企业规模能力的提升壮大,芯片研发的资金能力已不再是问题,而阿里、腾讯这些企业在产业链话语权的不断增强,让芯片能够更快流片、量产。
每纳米,等于十亿分之一米,测量芯片内晶体管的尺寸。通过使它们更小,芯片设计商可以塞进更多的晶体管,使芯片变得更小、更强大。
据市场调研机构IBS的数据显示,28nm工艺的成本为0.629亿美元,到了7nm和5nm,芯片的成本迅速暴增,5nm将增至4.76亿美元。
谢仲辉曾提到一个现象,互联网企业设计芯片,不止是把大量钱投入进去,而是更加专业,让整个芯片EDA、制造、封装企业负责人都去参与进去,背后花更多时间,更多工程师,多位产线人员把控芯片质量。这体现出互联网企业拥有很强的话语权驱动能力。
在全球疫情导致的芯片极度短缺的大背景下,苹果公司、阿里平头哥能够此刻发布芯片产品,就显得更加值得推敲,从先期研发、供应链、软件生态配合、市场营销,每一环都能体现出这些企业的产业链能力与实力。
不过,如何交付产品,或许是库克现在首要考虑的问题。在此背景下,新的Macbook Pro何时销售依然需要时间等待。
此外,也有业内人士提醒,Arm公司毕竟是英国半导体公司,英伟达还希望收购Arm,未来是否持续中立,ARM IP会不会影响国产芯片的体系,依然有待讨论。而加快自研芯片体系建设,积极布局RISC-V等开源芯片架构,则是未来中国半导体产业发展的重中之重。
请回基辛格,英特尔还能挽回苹果吗?
2021年2月15日,英特尔新一任CEO由基辛格正式上任,成为英特尔成立以来的第八任CEO。
据悉,基辛格19岁加入英特尔,而后一待就是30年,2000年升任首席技术官,是英特尔的*代首席技术官,曾带领英特尔研发过多款微处理器项目。直到2009年,跳槽至现在隶属于戴尔电脑的EMC。
年初回归之后,基辛格推出“四步走”战略,调整内部团队架构,推出IDM 2.0模式,更改制程工艺名称,加速5nm的研发进程等。
今年3月,基辛格曾公开喊话,要让英特尔重整旗鼓,恢复昔日芯片制造龙头的景象。数据显示,该公司在2021年的资本支出会达到200亿美元,创近10年来最高。
不过彭博社报道指出,像亚马逊、谷歌、苹果等公司是英特尔芯片的大买家,但因为英特尔推出更新、更快的芯片时间不断延期,客户出走,这些大公司倾向芯片自研设计,然后委托台积电、三星、日月光等芯片代工厂制造生产。所以在享受自研之际,英特尔想要挽回,光有决心是很难支撑企业买芯片,追赶Arm依然是重要课题之一。
此前有多位半导体行业分析师对钛媒体App表示,苹果公司在这两年囤积了大量芯片产能,不太可能会短期重新用回英特尔酷睿系列芯片。
那么,英特尔接下来的布局则会更加重要,如何用能力挽回苹果,依然需要时间验证。
钛媒体App了解到,北京时间10月28日凌晨,英特尔将会在On创新技术会上发布重磅产品,预计可能会推出基于oneAPI体系、对标英伟达CUDA的新软件系统/生态,补足英特尔创新生态的最后一环。