在數位化浪潮的推動下,伺服器市場持續發展,各大廠商紛紛加大投入,力求在競爭中佔有一席之地。 CPU 作為伺服器的核心元件,其效能和功耗直接影響伺服器的整體表現,也因此成為市場關注的焦點。
從全球範圍來看,Intel、AMD兩大巨頭領先通用CPU(桌面與伺服器CPU)市場,國內也形成了以龍芯、海光、兆芯、華為鯕鵬、飛騰、申威等為代表的競爭格局,其中龍芯、申威分別引進MIPS、Alpha架構後走了自主路線,海光、兆芯基於x86架構自研,華為鯕鵬、飛騰則選擇了ARM架構。此外,近兩年RISC-V 架構也吸引了更多的關注。那麼,對於伺服器CPU 而言,那種架構才是最適合的呢?
目前,業界對此尚有爭論,但從市場表現來看,x86伺服器仍是首選。賽迪顧問在剛發布的《2023-2024年中國伺服器市場研究年度報告》就提到,x86伺服器依舊佔據主力市場,且未來三年市場規模保持成長,預計到2026年市場規模將突破1,600億元。
x86架構伺服器為何受到青睞?接下來我們一探究竟。
近年來,伴隨數位轉型的不斷加速、雲端運算的廣泛應用、人工智慧的蓬勃興起以及物聯網的持續發展,伺服器市場的需求展現出強勁的成長態勢。
在雲端運算領域,雲端運算服務供應商為滿足大量企業及個人用戶對於雲端儲存及雲端運算資源的迫切需求,持續擴大資料中心規模,進而使得伺服器的採購量穩定增加。諸如全球大型雲端服務廠商亞馬遜的AWS、微軟的Azure、Google雲端等,始終持續投入資金,大力建置並擴充資料中心,對伺服器的需求既龐大又穩定。
在人工智慧和機器學習領域,其快速發展亟需強大的運算能力以進行模型訓練和推理。 AI 伺服器憑藉其高效能的運算和平行處理能力,能夠有效滿足複雜演算法和大規模資料處理的嚴苛要求。
再者,隨著物聯網連接的設備數量不斷攀升,這些設備所產生的大量資料需要在後端進行妥善儲存、高效處理和深入分析。而伺服器作為資料處理的核心設備,在物聯網架構中無疑扮演關鍵的支撐角色。
傳統企業為提高營運效率、增強競爭力,紛紛踏上數位轉型之路,其中包括建立企業內部的資訊化系統、建立電子商務平台以及開展大數據分析等,而這一系列舉措均離不開伺服器來支撐業務的順利運作。
這一系列前沿應用與技術的快速發展,對伺服器中的CPU 效能提出了更高要求,促使CPU 用量顯著增加。如今,智算中心的蓬勃發展猶如一股強勁東風,為伺服器CPU 的火熱態勢再添動力。
x86架構是電腦領域中最廣泛應用的指令集架構之一,其主要特點包括:複雜指令集(CISC)、高度可程式性、強大的處理能力、向下相容性以及封閉的原始程式碼。 x86架構廣泛應用於個人電腦和伺服器領域,支援廣泛的軟體和作業系統,具有強大的生態系統和向下相容性。
ARM架構是一種低功耗的精簡指令集(RISC)架構,廣泛應用於行動裝置和嵌入式系統,其主要特點包括:低功耗、高效能、可擴展性、廣泛應用以及開源支援等。
RISC-V架構是一種新興的開源指令集架構,靈活且可擴展,支援模組化設計,易於實現和部署,社群活躍,適合需要客製化、低功耗和高性價比的應用場景。
x86和ARM是目前國內最主流且面向大眾市場的兩類指令集架構,而RISC-V仍處於起步階段,發展尚需時日。從市場情況來看,追求安全、穩定的關鍵基礎設施產業在更換伺服器時,更傾向於選擇x86相容路線,這主要是因為:
第一點,x86架構在國內擁有廣泛的市場基礎。國產晶片若能完全相容於該路線,即意味著能夠無縫適配國內已有的環境基礎,確保各行業用戶切換設備後的快速配套,而無需再花費更多時間和經濟成本重新適應。
第二點,x86架構擁有龐大的生態支援。在長期的發展過程中,x86架構配套軟體及開發工具不斷成熟完善,形成了龐大的生態鏈,能為複雜指令和商業運算提供強大支援。而國產晶片相容x86後,可快速連接完整的主流生態,大幅降低遷移成本和維護難度。
近年來,隨著全國一體化算力網路和「東數西算」工程的部署,中國各地運算中心加快佈局,根據國家資訊中心聯合發布的《智慧運算中心創新發展指南》,目前中國超過30個城市正在興建或提出興建智算中心,已建成的、興建中的及規劃中的智算中心數量已逾40家。
同時,數據量的爆炸性成長成為另一大顯著趨勢。根據IDC 最新發布Global Data Sphere 2023 數據,2023 年中國數據量規模預計為30.0ZB,到2027 年數據量規模將達到76.6ZB,2023-2027 年CAGR 達到26.4%。英特爾的研究則進一步揭示了AI領域的發展速度,指出AI模型運算量正以每年10倍的速度激增,這一趨勢在人工智慧與傳統產業深度融合的推動下,預計將更加迅猛。
在此背景下,營運商作為智算中心建設的重要力量,正積極承擔算力基礎建設任務。中國電信、中國移動和中國聯通等業者紛紛加大AI算力伺服器的採購力度,其中中國電信2023-2024年AI算力伺服器集中採購規模為4050台,而2024-2025年的規模達1.56萬台,較上一輪成長224%;中國移動2024-2025年新型智算中心集採專案計畫採購7994台AI伺服器及配套產品,2024年中國聯通計畫採購AI伺服器2503台。
值得注意的是,從中標結果綜合來看,國產伺服器佔比超過40%,這顯示出國產CPU在資訊安全、供應鏈自主可控等方面的優勢正逐步被市場認可,隨著中國資訊化和數位化進程的推進,國產高階處理器的需求將持續攀升。
在此背景下,對伺服器CPU的獨立自主性提出了更為迫切與深刻的要求。
近年來,國產CPU自研進入快速發展期,並取得較大突破。以華為代表的ARM架構廠商,雖然受到製裁和版本授權的阻礙,但仍在現有技術授權下設計生產了具備較高性能的產品。以阿里為代表的RISC-V架構廠商,則經過多年累積與打磨,開始密集量產CPU產品。以龍芯為代表的LoongArch架構廠商,也開始加速產品迭代,並進一步縮小與國際主流產商的性能代差。以海光為代表的x86架構廠商,則依托高起點的技術架構,聚焦高階晶片自研,透過對完整x86 指令集的消化吸收,推出了自研C86架構體系,在安全性等方面進行了大量指令優化和擴展更新。目前已推出多款效能達到國際主流高階處理器水準的產品,不管是在效能、相容性或安全性方面都有著卓越的表現。
在效能方面,它具備強大的運算能力和資料處理速度。無論是大規模的資料運算或科學運算等領域,此處理器都能以卓越的效能表現脫穎而出,為使用者提供高效且穩定的運算體驗。
在相容性方面,它與廣泛的軟硬體生態系統保持良好的兼容性,能夠無縫對接國內外主流的作業系統、資料庫、虛擬化平台以及雲端運算平台。同時,基於C86的新一代處理器有效運行目前數百萬款基於相關技術的系統軟體和應用軟體,為用戶在不同場景下的應用提供了極大的便利,減少了因相容性問題帶來的成本和時間消耗。
在安全性方面,這款處理器更是下足了功夫。透過在安全層級進行大量的指令更新和架構優化,它為用戶的資料和系統安全提供了堅實的保障,能夠有效抵禦各種潛在的安全威脅,如惡意軟體攻擊、資料外洩等,確保用戶的信息安全和業務的穩定運作。
值得注意的是,今年3月,在中央政府採購網發布《關於更新中央國家機關台式計算機、便攜式計算機批量集中採購配置標準的通知》,在公佈的配置更新參數中,明確指定了海光CPU的配置要求,即需滿足或高於C86 3350標準。
這也說明,C86處理器憑藉其出色的性能表現與對廣泛軟體生態的兼容能力,以及內置的高安全性設計,贏得了國家的充分認可。作為國產處理器領域的重要成果,C86已然成為國產處理器的主流發展方向之一。
從市場的角度來看,自研的伺服器CPU能夠減少對進口產品的依賴,使國內企業在全球市場上擁有獨特的競爭優勢。這種競爭優勢不僅體現在價格上,更體現在產品的客製化、快速回應市場需求以及長期的技術支援。
從商業環境來看,自研伺服器CPU能夠帶動國內企業在晶片設計、製造、封裝測試等全鏈條上的技術創新活力,建構可控的產業鏈生態。這不僅有助於提升國內晶片產業的整體競爭力,也能為雲端運算、大數據、人工智慧等新興技術的快速發展提供堅實的硬體支撐,加速產業升級轉型。
可以說,自研C86的出現與成型,是具有開創性意義的,標誌著國產晶片在x86架構基礎上邁出了至關重要的一步。同時,它也為國產伺服器產業帶來了新的競爭活力和發展機會。 (半導體產業縱橫)