近日，集邦咨询预计，2025年Arm架构在数据中心服务器的渗透率将达到22% ，这意味着 x86架构对数据中心服务器市场长久以来的主导地位将面临挑战。

长期以来，x86架构占据数据中心服务器市场主流，市场占有率达到90%以上。Arm从2008年开始便酝酿进入服务器芯片市场，2011年11月，Arm公司发布了首款针对服务器市场的支持64位指令集的处理器架构Aarch64。但由于当时Arm在服务器生态上的孱弱，不少芯片厂商持续投入数年后纷纷放弃该赛道。与Arm在移动端形成压倒性市场优势相对比，Arm在数据中心领域初战告负，未能形成撼动英特尔霸主地位的竞争力。

然而，近年来，人们对于人工智能、高效能运算等数字转型需求加速，企业纷转向采用Arm架构，带动了云端采用Arm架构服务器比例的增加。此次集邦咨询作出的2025年Arm架构在数据渗透率将达到25%的预估，显示出对Arm进军数据中心服务器市场的积极态度。

由于此类数据中心对定制化、微型化、高扩展性的要求更高，而Arm的特性恰与此类数据中心的需求相契合。

此Arm非彼Arm

不久前，Ampere在发布新品时就特别赞许了ARM架构技术的进步，要知道这家初创公司的团队大多具备Intel服务器架构的开发经验。

对于ARM架构，他们特别提到了这几个方面，“经过了过去几年的发展，ARM架构的综合能力已经具有领先数据中心的性能和能效要求。同时，Arm软件的生态现在基本上已经成熟了，所有数据中心都可以基于ARM运行的，不仅仅是操作系统、中间件等，还包括应用。”

其实，2008年Arm巨额投资Calexda开始，它酝酿服务器市场的计划就显露出来，而发展至今，尽管具有低功耗的优势，ARM架构在性能上一直不及X86，因此业内也只是在建设冷数据的存储中心会采用功耗相对较低的ARM架构。

当时想要打破Intel的服务器生态，着实是一件难度比较高的事情。有统计数据表明，在2008年到2013年期间，X86 CPU性能基本保持年度复合增长在60%左右性能的增长。

不过，随后几年，X86处理器架构的性能增长大幅下降，这给了市场中其他竞争者机会，比如可以替代英特尔的AMD。

但Arm与AMD们不太一样，它想要做的不仅仅是性能相当的替代，还要把“低功耗”优势做进服务器市场。

选择这样做的原因很简单，数据中心的能耗成本与日俱增。有数据显示，一个典型的IT机柜的能耗曾是1-3千瓦，而现在机柜常见的负载为20-40千瓦。随着性能增加，机柜的能耗还会继续增加。

谷歌当时选择自研TPU就与能耗有很大关系。当时谷歌负责全球基础设施业务的Joe Kava就透露，谷歌在2015年使用了5.7太瓦时的能源。他说，“数据中心的能耗占去了大半，这也是谷歌缘何能成为云计算园区可再生能源的头号买家。”

其实，在国内大规模推动数据中心建设时，能耗过高的问题同样会困扰着阿里、腾讯等互联网巨头，因此Arm的胜算也会更多。

其实通过市场评价来看现在的Arm，对标X86，如今的它其实具备抗衡能力。

首先Arm有强大的生态，而且低功耗的优势很明显。因此尤其随着近几年云计算市场需求兴起，云—边—端被提出来后，超大规模、边缘侧等各类数据中心对功耗要求越来越高，Arm也自然会被越来越多的厂商考虑。

同时难能可贵的是，ARM架构的性能有了比较显著的提升。有用户在评测基于ARM架构搭建的华为鲲鹏服务器和传统X86架构服务器时，已经发现ARM架构的计算性能表现十分逼近X86架构了，这一点让Arm的最大短板得到了弥补。

机遇与挑战并存，厂商站队各有想法

目前，选择ARM架构来搭建服务器的厂商，已经不少。其中不乏亚马逊、华为这样的头部厂商，同时Marvell、Ampere以及国内的飞腾还在基于ARM架构来做服务器芯片研发。

可以说，综合考虑市场和Arm技术本身，各家厂商站队Arm生态各有各的原因，而正是这些“原因”，构成了Arm可以预见的未来。

在华为全连接大会上，就为什么弃用X86而选择“性能要差些”的Arm，胡厚崑给出了这样的解释，“Arm在手机生态上的优势会向数据中心延伸，以前Arm在数据中心推广的主要瓶颈是性能，而华为发布的鲲鹏920是兼容Arm的，由于技术创新，性能超越了业界主流通用CPU 25%以上。”

同时，他还补充说，“客户对ARM架构的需求也随着手机算力向云端迁移增长，如果云端使用X86架构将会损失40%的性能，使用ARM架构则会增加40%，这也是华为支持ARM架构的原因之一。”

其实从胡厚崑的解释中，我们能够看出，华为想要打造属于自己的生态，因此Arm的强大生态是它非常看重的，而在性能方面，华为用自身的设计去做了改进和弥补，这里面有很大的原因是出于一家大厂的自信。

当然，华为自然也有自己的战略布局考虑。其实“全连接”传达出的就是华为要打通移动终端和服务器端生态的想法，从这个战略角度来看，对华为来说，没有什么比ARM架构更合适。

而亚马逊选择Arm的原因则更简单，它就直接对外宣称，因为采用基于ARM架构设计的云服务器芯片Graviton，有部分工作负载可以降低45%。

其中，亚马逊AWS对外提供的Amazon EC2服务就是基于ARM架构做的。可以看出，与华为有些不同，亚马逊选择Arm很大程度上是为了做出更加满足自身服务需求的“定制化”芯片，因为可以基于ARM架构来进行芯片设计，而Amazon EC2服务也有了诸多创新，比如良好的可伸缩性等，以满足云服务的需求。

再看基于ARM架构做创新型的服务器芯片厂商，其想法也有些与亚马逊不谋而合。Ampere在接受采访时，就表示Arm的生态系统已经有了大幅度的成熟，而基于Arm设计的芯片，可以满足云端的需求。

“经过过去几年的发展，ARM架构已经具备一定竞争力。同时云端发生了很大的变化，尤其是可预测的性能、平台可扩展性等需求的变化，市场也在反推芯片设计的创新。”

事实上，如Ampere提到，不同于传统数据中心，随着市场发展，存储数据中心、控制中心、计算中心和网络中心等多样终端出现，这带来了多样的需求，尤其是云需求给新入局者创造了很多机会，这是ARM架构重新获得进入市场机会的一个重要原因。

国产替代迎来战略机遇期

目前来看，ARM架构的大发展不仅是芯片行业以及智能计算行业的一个机遇，也是当前我们所推动的国产替代浪潮的一个战略机遇。

从自身角度来说，云服务厂商做ARM服务器CPU，很大原因是其可以做到“自产自销”。对于云厂商来说，它们之所以可以“无所顾忌”地“下场做芯片”，核心原因还在于其完善的内部生态，使其不必顾及“芯片外售”问题，其庞大的内部应用就足以消化，这是很多初创型企业所不具备的。

从ARM架构自身来说，其自身的生态已经成型，其开源市场正在面向中国开放，这为国产替代提供了相当良好的外部环境。据ARM的最新统计数据显示，基于ARM架构的芯片出货量已经累计突破了2000亿颗，其中第一个1000亿颗用了26年时间，但第二个仅用了4年即已经完成，足见ARM架构在新应用环境下的增长之快，而这种快速增长离不开其长期坚持“软硬兼顾”的战略落地。

比如，它坚持以高效率、高性能为导向，十数年来坚持工艺制程与EDA工具改进，由此获得了开源与商业软件生态的广大支持，其灵活和创新的生态系统正是吸引国产厂商，包括腾讯、阿里云、华为等头部企业参与其中的核心原因。而为了推动ARM架构与中国软件对接，ARM也在积极推动与中国的开源组织、项目以及社区展开合作，共同推动中国云原生软件在ARM上的快速运行。以上种种，都为中国的国产系统崛起创造了良好的条件。

目前，阿里云研发的服务器操作系统—龙蜥操作系统，就可以同时支持X86和ARM多种芯片架构和计算场景；华为的欧拉操作系统openEuler，也同样支持包括X86、ARM在内的多种架构……

当然，当下国产替代的选择并不单一，除了ARM之外RSIC-V也是国产替代可以考虑的范畴。不难预见在技术革新加速的今天，依托国内规模庞大的物联网生态和信创软件生态，国内操作系统有望利用内外部机遇，寻找到破除“缺芯少魂”卡脖子困境的最优解。

来源：中国电子报，镁客网， 刘旷