在大數(shù)據(jù)的驅(qū)動(dòng)下AI技術(shù)有了實(shí)現(xiàn)商用的可能性，同時(shí)，隨著智能化場(chǎng)景的不斷擴(kuò)大，用作于數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)中心建設(shè)也在全球范圍內(nèi)興起。根據(jù)Arizton的報(bào)告顯示，從投資額進(jìn)行計(jì)算，預(yù)計(jì)全球超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)規(guī)模將在2026年達(dá)到1276.4億美元，在2020至2026年內(nèi)該市場(chǎng)將以超過4.02%復(fù)合年增長(zhǎng)率保持增長(zhǎng)。
在這種勢(shì)頭之下，與數(shù)據(jù)中心相關(guān)的芯片市場(chǎng)也變得熱鬧了起來。其中以英特爾、英偉達(dá)、AMD和Marvell為代表的巨頭芯片企業(yè)都開始紛紛圍繞著數(shù)據(jù)中心芯片進(jìn)行布局，尤其是在近兩年來，他們針對(duì)數(shù)據(jù)中心也進(jìn)行了多筆收購(gòu)，其中也包含了不少被業(yè)界所關(guān)注的巨頭并購(gòu)案。
顯然，通過收購(gòu)的方式，是加快數(shù)據(jù)中心芯片布局的方式之一，而在這背后，也預(yù)示著，這四大芯片巨頭決戰(zhàn)數(shù)據(jù)中心的步伐也加快了。
數(shù)據(jù)中心帶給芯片廠商的機(jī)會(huì)
根據(jù)IDC的預(yù)測(cè)顯示，2015年到2025年，數(shù)據(jù)將以每年25%的速度增長(zhǎng)。這些數(shù)據(jù)的增長(zhǎng)帶動(dòng)了云端計(jì)算和邊緣計(jì)算等市場(chǎng)的興起，他們的增長(zhǎng)也拉動(dòng)了數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)的成長(zhǎng)。由此，芯片巨頭們也在數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)展開了布局。
英特爾是全球最大PC和數(shù)據(jù)中心服務(wù)器CPU制造商，2017年初他們更是將其以“PC為中心”的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移到“以數(shù)據(jù)為中心”的業(yè)務(wù)中，從2017年初他們確立了這個(gè)戰(zhàn)略后，到了2019年，數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)便表現(xiàn)出了較好的成績(jī)。到2020年，其全年財(cái)報(bào)體現(xiàn)出以數(shù)據(jù)為中心的轉(zhuǎn)型取得了顯著進(jìn)展，數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)呈迅猛發(fā)展態(tài)勢(shì)——2020年相較2019年增長(zhǎng)11%。
也因此，英特爾已經(jīng)將以數(shù)據(jù)為中心業(yè)務(wù)的總體潛在市場(chǎng)規(guī)模由2021年的1600億美元調(diào)整為2022年的2000億美元。這將是公司歷史上最為重大的機(jī)遇所在。CPU是英特爾在數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)發(fā)展的基石，在此基礎(chǔ)之上，英特爾新任CEO帕特·基辛格也在今年提出英特爾2023 CPU產(chǎn)品路線圖——面向數(shù)據(jù)中心的Granite Rapids，我們將采用英特爾7納米制程工藝生產(chǎn)計(jì)算芯片。
AMD是英特爾在CPU領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手之一，憑借著EPYC系列產(chǎn)品，AMD再次迎來其高光時(shí)刻，同時(shí)該系列產(chǎn)品也為AMD進(jìn)軍數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)帶來了希望——根據(jù)Mercury Research的數(shù)據(jù)顯示，經(jīng)過長(zhǎng)達(dá)六年的重返數(shù)據(jù)中心的爭(zhēng)奪戰(zhàn)，到2021年第一季度，AMD的X86處理器在數(shù)據(jù)中心的銷售份額達(dá)到了11.5％。
數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)的增長(zhǎng)也為AMD的營(yíng)收帶來了提升，從其2021年第一季度顯示，AMD營(yíng)業(yè)額同比增長(zhǎng)93%，凈收入增長(zhǎng)超300%，數(shù)據(jù)中心營(yíng)業(yè)額增長(zhǎng)超一倍。此外，根據(jù)AMD總裁兼首席執(zhí)行官蘇姿豐博士Computex 2021時(shí)的演講顯示，今年還將會(huì)有100多款各大廠商的搭載EPYC處理器的服務(wù)器平臺(tái)問世，以及400多個(gè)基于EPYC處理器的實(shí)例。
以X86架構(gòu)為基礎(chǔ)，英特爾和AMD為代表的服務(wù)器芯片受到了數(shù)據(jù)中心的市場(chǎng)歡迎。在這種情況之下，憑借移動(dòng)市場(chǎng)而崛起的Arm架構(gòu)也開始向服務(wù)器芯片市場(chǎng)進(jìn)軍，其中，Marvell是Arm服務(wù)器芯片的中佼佼者。Marvell公司副總裁兼服務(wù)器處理器事業(yè)部總經(jīng)理Gopal Hegde曾發(fā)表署名文章顯示，如今數(shù)據(jù)中心已從對(duì)單線程性能的關(guān)注轉(zhuǎn)向?qū)C(jī)架級(jí)別性能的關(guān)注，其中性能功耗比、性能成本比和TCO（總擁有成本）是部署考慮的三大關(guān)鍵因素。因此，數(shù)據(jù)中心開始采用專為特定工作負(fù)載而定制的服務(wù)器。
這也是Arm服務(wù)器芯片在數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)獲得契機(jī)的原因之一。其于去年推出的ThunderX3也是針對(duì)云計(jì)算和HPC高性能運(yùn)算市場(chǎng)中的特定工作負(fù)載而設(shè)計(jì)，公司希望通過Marvell的差異化優(yōu)勢(shì)為最終客戶帶來更高的性能成本比和性能功耗比優(yōu)勢(shì)。
與上述三家芯片巨頭不同的是，英偉達(dá)則是以GPU上的優(yōu)勢(shì)進(jìn)入到數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)。從英偉達(dá)的財(cái)報(bào)中看，數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)的發(fā)展已經(jīng)成為了他們營(yíng)收當(dāng)中重要的一部分。近幾年，英偉達(dá)的數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)的表現(xiàn)就開始逐漸露出鋒芒——2021財(cái)年第一季度其數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)首次達(dá)到了10億美元，2021財(cái)年第二季度當(dāng)中，其數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)收入達(dá)到17.5億美元，該項(xiàng)業(yè)務(wù)的收入占總營(yíng)收的比重達(dá)到45%，首超游戲業(yè)務(wù)，創(chuàng)歷史新高。
四大芯片廠商的數(shù)據(jù)中心布局
但隨著數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)的成長(zhǎng)，僅憑單一的CPU或者是GPU都難以支撐這個(gè)市場(chǎng)的發(fā)展。因此，這四大芯片巨頭開始向更多的領(lǐng)域做拓展——原來在CPU領(lǐng)域有著優(yōu)勢(shì)的企業(yè)開始向GPU、FPGA等領(lǐng)域進(jìn)軍，而GPU企業(yè)在在試圖向多元化的方向發(fā)展，于是，我們看到了，這四大芯片廠商在數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)的催化下，開始出現(xiàn)了交集。
英特爾曾在2018年提出XPU異構(gòu)愿景，既由標(biāo)量（對(duì)應(yīng)CPU）、矢量（對(duì)應(yīng)GPU）、矩陣（對(duì)應(yīng)ASIC）、空間（對(duì)應(yīng)FPGA）組成的架構(gòu)，可以進(jìn)行多種架構(gòu)組合。英特爾認(rèn)為，必須在CPU的基礎(chǔ)上加入并完善GPU、FPGA、AI芯片、視覺處理芯片等不同類型的計(jì)算架構(gòu)，組成一個(gè)有機(jī)的整體。
而這也是他們能夠在數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)持續(xù)發(fā)展的動(dòng)力之一，因此，他們也針對(duì)這個(gè)愿景進(jìn)行了布局，在自研方面，英特爾于去年11月正式發(fā)布其全新服務(wù)器GPU，即首款數(shù)據(jù)中心的獨(dú)顯產(chǎn)品。
在收購(gòu)方面，英特爾于2015年完成了對(duì)全球第二大FPGA廠商Altera的收購(gòu)，2018年收購(gòu)無晶圓廠eASIC開始向Chiplet發(fā)展，2019年四月收購(gòu)為FPGA提供IP和定制解決方案的供應(yīng)商Omnitek，6月，又收購(gòu)了網(wǎng)絡(luò)交換芯片廠商Barefoot（該收購(gòu)旨在解決數(shù)據(jù)爆發(fā)式增長(zhǎng)的問題，這些海量數(shù)據(jù)激發(fā)了對(duì)分析這些數(shù)據(jù)的計(jì)算能力的需求，也刺激了對(duì)在數(shù)據(jù)中心內(nèi)交換這些數(shù)據(jù)的聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的需求），2019年還對(duì)以色列數(shù)據(jù)中心AI芯片制造商Habana Labs進(jìn)行了收購(gòu)（雖然Habana獨(dú)立運(yùn)營(yíng)，但該筆收購(gòu)也加強(qiáng)了英特爾在數(shù)據(jù)中心人工智能產(chǎn)品上的實(shí)力）。
在英特爾重返獨(dú)立顯卡之前，AMD是業(yè)內(nèi)唯一一家既能做高性能x86 CPU，也能做高性能GPU的公司。而隨著新的競(jìng)爭(zhēng)的到來，AMD也對(duì)其GPU領(lǐng)域的發(fā)展做出了新的規(guī)劃——AMD在其2020年財(cái)報(bào)會(huì)議上宣布，公司將在通用化GPU的基礎(chǔ)上，將其產(chǎn)品定位成專注于游戲優(yōu)化的RDNA和專注于運(yùn)算導(dǎo)向的CDNA。
在對(duì)數(shù)據(jù)中心的布局上，最值得一提的是，AMD將對(duì)FPGA領(lǐng)域的龍頭賽靈思的收購(gòu)，這也是他們布局?jǐn)?shù)據(jù)中心市場(chǎng)的重要一步——在擁有CPU和GPU產(chǎn)品后，賽靈思可以為他們布局?jǐn)?shù)據(jù)中心市場(chǎng)提供加速能力。
從英偉達(dá)方面來看，這是一個(gè)市值曾一度超過英特爾的巨頭芯片公司，而市場(chǎng)對(duì)于他的看好，也來源于他們?cè)跀?shù)據(jù)中心這一市場(chǎng)的布局。而他們也開始突破GPU領(lǐng)域市場(chǎng)，開始向CPU市場(chǎng)進(jìn)行發(fā)力——在今年4月，英偉達(dá)推出其基于Arm的數(shù)據(jù)中心CPU，據(jù)英偉達(dá)介紹，該芯片是專為大規(guī)模神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工作負(fù)載設(shè)計(jì)的，預(yù)計(jì)將于2023年在英偉達(dá)的產(chǎn)品中使用。
而針對(duì)數(shù)據(jù)中心方面的布局，英偉達(dá)也同樣逃不過用收購(gòu)的方式來進(jìn)行發(fā)展。這其中包括，他們以69億美元收購(gòu)Mellanox獲得的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，與計(jì)劃用400億美元的價(jià)格收購(gòu)Arm。
由于英特爾、AMD、英偉達(dá)針對(duì)數(shù)據(jù)中心的布局，使得他們的產(chǎn)品形成了一定的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，也被行業(yè)成為是數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)的三大巨頭。但在他們的發(fā)展中，尤其是英偉達(dá)以Arm架構(gòu)為基礎(chǔ)推出了CPU之后，我們也看到了Arm架構(gòu)對(duì)于數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)的沖擊力，而這就不得不再提一下Marvell，這個(gè)在決戰(zhàn)數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)中一個(gè)不可忽視的力量。
除了他們所推出的Arm服務(wù)器芯片以外，在數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)方面，Marvell憑借著廣泛的存儲(chǔ)、計(jì)算、安全與網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品組合帶來了同類最佳的構(gòu)建模塊與架構(gòu)，以優(yōu)異的總擁有成本滿足了基礎(chǔ)設(shè)施需求，在數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)而占有一席之地。
這針對(duì)這些領(lǐng)域的布局，marvell也進(jìn)行了多筆的收購(gòu)，包括在2017年以約60億美元收購(gòu)Cavium，2019年收購(gòu)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)連接產(chǎn)品領(lǐng)域的Aquantia、格羅方德旗下Avera半導(dǎo)體子公司。2020年，他們還收購(gòu)了光芯片廠商Inphi。近期，Marvell還宣布將收購(gòu)供應(yīng)云服務(wù)器以及邊緣數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)交換芯片等產(chǎn)品的Innovium。這些收購(gòu)都將直接或間接地加強(qiáng)其在數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)的發(fā)展。
DPU成為當(dāng)下數(shù)據(jù)中心競(jìng)爭(zhēng)的新焦點(diǎn)
如果說，向更多的領(lǐng)域做拓展，是這四大芯片廠商為數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)的發(fā)展而打下基礎(chǔ)。近期，這四大芯片廠商又不約而同地將目光投向了DPU市場(chǎng)。
在英偉達(dá)看來，數(shù)據(jù)中心路線圖包括CPU、GPU和DPU這三類芯片。英偉達(dá)也在今年早些時(shí)候的博客中表示：“DPU（即數(shù)據(jù)處理單元）已經(jīng)成為以數(shù)據(jù)為中心的加速計(jì)算模型的第三個(gè)成員，英偉達(dá)首席執(zhí)行官黃仁勛在一次演講中說：“這將代表未來計(jì)算的三大支柱之一。”這三者之間，CPU用于通用計(jì)算，GPU用于加速計(jì)算，而DPU在數(shù)據(jù)中心周圍移動(dòng)數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
因此，除了上文我們提到的，他們?cè)贑PU、GPU領(lǐng)域的成就外，他們也針對(duì)DPU這一市場(chǎng)進(jìn)行了布局——去年英偉達(dá)發(fā)布了第一款DPU產(chǎn)品BlueField-2，今年的GTC上又發(fā)布了BlueField-3，BlueField-3會(huì)在明年上半年推向市場(chǎng)。
英特爾則在今年推出了名為IPU產(chǎn)品，按照英特爾的說法，英特爾官方的說法，IPU是一種可編程網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，旨在使云和通信服務(wù)提供商減少在中央處理器(CPU)方面的開銷，并充分釋放性能價(jià)值。在這種介紹下，也有人認(rèn)為，這與當(dāng)下主流的DPU作用類似。
而英特爾之所以能夠在DPU領(lǐng)域取得成績(jī)，這也離不開當(dāng)時(shí)收購(gòu)Altera。從DPU的本質(zhì)上看，根據(jù)THENEXTPLATFORM的分析報(bào)告顯示，在2020年，SmartNIC正在演變成DPU。SmartNIC可以通過從服務(wù)器的CPU上卸載網(wǎng)絡(luò)處理工作負(fù)載和任務(wù)，提高云端和私有數(shù)據(jù)中心中的服務(wù)器性能。而針對(duì)多種SmartNIC的方案來說，由于FPGA是可重編程的，因此利用FPGA實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)平面功能可以任意并且實(shí)時(shí)地去除和重新配置，采用這種設(shè)計(jì)可以將網(wǎng)絡(luò)功能提速幾個(gè)數(shù)量級(jí)，因而，也被視為是數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)發(fā)展的動(dòng)力之一。
而賽靈思也是SmartNIC領(lǐng)域中的杰出玩家，據(jù)了解，該公司于2019年秋季收購(gòu)了Solarflare Communications，并且Solarflare自2012年以來一直在構(gòu)建基于ASIC和FPGA的NIC進(jìn)行電子交易。由此來看，如果AMD收購(gòu)了賽靈思，那么對(duì)于他們發(fā)展DPU來說也大有裨益。
除此之外，近期，Marvell也發(fā)布了一款DPU產(chǎn)品，根據(jù)半導(dǎo)體行業(yè)觀察此前的報(bào)道顯示，Marvell將推出OCTEON 10系列DPU，這是一個(gè)全新的SoC系列，建立在TSMC的5nm工藝節(jié)點(diǎn)之上，在這個(gè)處理器上，將首次展示Arm的新型基礎(chǔ)設(shè)施處理器——Neoverse N2。根據(jù)公開消息顯示，這將是Marvell第一個(gè)基于TSMC N5P工藝的芯片設(shè)計(jì)，實(shí)際上也是同類中第一個(gè)采用該工藝的DPU。
在AI場(chǎng)景的催化下，數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)引來了半導(dǎo)體行業(yè)的關(guān)注，由此也引發(fā)了一場(chǎng)新的競(jìng)爭(zhēng)。在這個(gè)過程當(dāng)中，數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)也成為了芯片廠商們的重要營(yíng)收來源之一，同時(shí)，數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)為他們帶來的影響也在一定程度上反應(yīng)在了其市值變化上。
但對(duì)于未來數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)的發(fā)展而言，這個(gè)市場(chǎng)可能會(huì)由這些芯片巨頭廠商所主導(dǎo)，但并不意味著其他廠商沒有機(jī)會(huì)，一些細(xì)分領(lǐng)域的巨頭和初創(chuàng)公司也將會(huì)是這個(gè)市場(chǎng)中另外一股不可忽視的勢(shì)力。
