在游戲玩家眼里，“云玩家”往往用來形容對某一款游戲有間接了解，卻沒有上手實操過的玩家。不過，在面向行業的市場，被游戲玩家親切稱為紅、綠、藍廠的芯片企業AMD、英偉達、英特爾，卻是字面意義上的“云玩家”——因為他們都在扎扎實實地布局云業務。近日，英特爾、AMD紛紛出手收購云服務提供商，圍繞硬件、軟件平臺、系統協調性等維度，進一步完善對云業務的支持。作為數據中心的核心業務，云已經成為芯片巨頭看重的增長極。

　　通過收購調優計算架構

　　近期，英特爾、AMD分別宣布了對于云解決方案公司Granulate、云服務廠商Pensando的收購，開啟了對于計算架構的又一輪調優。

　　傳統應用程序往往與底層基礎設施緊密相連，云計算的出現，為分布式應用軟件的出現和部署提供了架構和算力基礎。但是，云計算和微服務等現代架構，帶來了傳統操作系統和程序代碼無法與高計算硬件性能匹配的問題。較舊的Linux發行版和應用軟件庫，無法釋放和使用高性能CPU的最大潛力。

　　英特爾對Granulate的收購，是對云計算系統綜合協調性的提升。Granulate提供面向云計算的實時優化方案，通過對操作系統資源管理的自動優化，降低CPU使用率和應用延遲，在無需用戶修改代碼的情況下降低計算開銷并提升計算性能，讓針對最新CPU的優化亦可在舊版Linux上得到應用。Granulate聯合創始人兼首席執行官Asaf Ezra相信，未來能夠與英特爾一同幫助客戶在有效降低成本的同時，將工作負載的吞吐量提高5倍。

　　而AMD對Pensando的收購，是對其異構計算版圖和分布式服務平臺的補充和強化。Pensando的分布式服務平臺包括可編程的數據包處理器和全面的軟件堆棧，能夠從網絡、安全、存儲等維度加速云服務。

　　Pensando代號為P4的可編程數據包處理器，可以對標英特爾的IPU（基礎設施處理器）、英偉達的DPU（數據處理器），是專為降低數據中心CPU負載而設計的專用芯片。Pensando董事會主席John Chambers表示，Pensando在軟件定義云、計算、網絡、安全和存儲服務等方面的技術，將豐富AMD的產品組合，幫助AMD打造適合未來10年數據中心發展的計算格局。

　　“紅綠藍”廠云端布局忙

　　云服務是一個比拼綜合實力的戰場。芯片企業要將架構、處理、加速、負載、軟件等方方面面做優做細，才能讓云計算這種涉及分布式計算、并行計算、存儲、虛擬化、負載均衡等多個維度的復雜算力系統，變成用戶眼里像用水用電一樣簡單的黑盒。

　　對云的支持，貫穿了英特爾的DCG（數據中心解決方案事業部）、PSG（可編程解決方案事業部）、NSG（非易失性存儲器解決方案事業部）等部門。DCG提供面向云服務提供商等細分市場的工作負載優化平臺，以及CPU、IPU、AI加速器等硬件產品。PSG面向云等市場，提供FPGA和結構化ASIC等可編程半導體產品。NSG提供基于英特爾3D NAND技術的下一代內存和存儲產品，客戶包括企業和基于云的數據中心等。

　　后摩爾時代的新寵異構計算，在云服務市場有著充足的施展空間，而英特爾也為此更新、出新了一攬子芯片產品。作為主心骨的數據中心CPU，2021年，英特爾推出代號“Ice Lake”的第三代至強可擴展處理器，面向云端工作負載的要求進行了設計和優化，谷歌云、亞馬遜等云服務提供商已經推出了基于Ice Lake的服務器、云主機、虛擬機等服務。為了減輕CPU負載，英特爾公布了兩種專門處理基礎設施任務的IPU，分別基于FPGA和ASIC架構。為進一步提升計算效率，英特爾還推出了面向數據中心AI解決方案的Habana Gaudi加速器，亞馬遜云計算服務在EC2（彈性計算云服務）中推出了采用 Habana Gaudi的實例，用于訓練深度學習模型。

　　在收購賽靈思、Pensando之后，AMD也將形成較為全面的異構計算版圖，包括霄龍系列作為數據處理器、AMD Instinct MI200系列GPU加速器、賽靈思提供的FPGA以及Pensando的數據專用處理器。至2021年第四季度，亞馬遜EC2、IBM云、微軟Azure云服務提供商已經推出130多個由AMD驅動的公共實例。

　　其中，霄龍處理器的最新版本將強化對云的支持。2021年，AMD得益于云和企業客戶越來越多地采用霄龍處理器，數據中心收入同比增長一倍。在第四代霄龍處理器中，預計2023年推出的“Bergamo”將采用新的“Zen 4c”處理器內核，該內核專為云原生工作負載而設計。

　　同時，作為主力GPU廠商之一，AMD還面向云游戲提供視覺處理能力。其Radeon PRO V620 GPU將為云游戲提供數據中心視覺性能。英偉達正在采用Ryzen Threadripper PRO推動下一代云游戲體驗。

　　云計算的計算挑戰，甚至讓以GPU加速器在數據中心市場站穩腳跟的英偉達，推出了用于HPC 和云計算的高性能CPU，代號“Grace”。加上英偉達力推的BlueField DPU系列，包含CPU、GPU、DPU的異構計算格局正在顯現。

　　作為可交付的異構計算產品，藍、綠、紅廠也在嘗試CPU+GPU的計算架構。英特爾通過Falcon Shores架構，將x86與Xe顯卡集成在服務器的同一插槽，將在每瓦性能、計算密度、內存容量與帶寬方面實現超過5倍的性能提升。英偉達推出了CPU+GPU的超級芯片Grace Hopper，通過互連技術實現CPU和GPU之間的900GB/s雙向帶寬。另據媒體報道，AMD在論文中探討了一種高性能芯片，包含CPU芯片、GPU芯片和HBM內存堆棧。

　　新格局下計算挑戰日趨嚴峻

　　隨著企業和個人用戶對于計算和存儲的需求越來越大，以及新冠肺炎疫情防控期間數字經濟加速發展，云計算市場正在加速擴充，為芯片企業帶來了更多的機遇。艾媒咨詢數據顯示，2021年全球云計算（IaaS+PaaS+SaaS）市場規模為2654億美元，預計2022年達3105億美元。

　　芯謀研究高級分析師張彬磊向《中國電子報》記者表示，云計算對CPU、GPU、BMC（基板管理控制器）、存儲芯片、交換機芯片和光芯片都有需求，其中存儲芯片和光芯片的需求量將大增。而CPU、GPU、BMC、交換機芯片的需求主要體現在技術發展上，當下業內提出的DPU、TPU都是在CPU等基礎上加速數據處理的芯片，未來需求也會增加。

　　但也需注意的是，云計算市場的競爭格局處于變化中，對于芯片企業提出了新的要求。

　　從競合關系來看，芯片企業和云廠商已不再是單純的買方和賣方關系。云廠商也在進行芯片開發，以提升硬件基礎與業務本身的契合性。亞馬遜、谷歌、阿里等云廠商都發布了自研的數據中心芯片。

　　“過去云計算服務廠商是數據中心芯片的主要買家，如今云廠商紛紛自研芯片，一方面可以減少對第三方芯片廠商的依賴；另一方面在特定需求領域，云計算廠商自研芯片可以達到價格、能效的最佳平衡，在軟硬件一體化上進行更快的創新并提高安全性和靈活性。”賽迪顧問集成電路產業研究中心總經理滕冉向《中國電子報》表示。

　　尤其與主力芯片企業不同的是，許多頭部云廠商選擇用ARM架構自研芯片，亞馬遜研發的Graviton處理器、阿里巴巴旗下半導體公司平頭哥自研的倚天710等芯片，都采用了ARM架構。

　　“可以看到，多種架構正在爭相進入數據中心芯片領域。ARM處理器的ISA復雜度更低，開發成本更低。很多的云計算廠商都在大力投入ARM架構產品，未來更多的數據和應用將在邊緣產生和處理。終端與云同構、低功耗、高效能的ARM芯片或將成為更多服務器廠商的選擇。”滕冉說。

　　不過，云廠商往往會將研發資源投入到核心處理器上，而非像芯片企業一樣開發多種類型的芯片，并通過封裝、互連技術和軟件棧形成平臺化的計算資源池。如何提升架構兼容性，并通過接口和軟件平臺，使云廠商的自研芯片便捷接入異構計算平臺，獲取定制化的計算服務，將成為芯片企業在云市場的重要課題。

　　“芯片企業在云市場的競爭主要聚焦在應用端和技術端兩個方向。在應用端以客戶黏性為基礎與更多的應用場景結合，從而獲得更多企業客戶認可，逐漸建立起B2C和B2B2C的商業應用模式。在技術端，更低的延時更高的數據處理能力是云計算業務能否快速占領市場的關鍵。” 張彬磊說。