鑽石舞台

羅勇博士：這顆CPU在中國是600億市場規模，雲計算是主要場景，比GPU的市場規模還要大很多，隨着數據和算力需求的增長，到了2030年國內預計達到1500億規模，目前市場集中度非常高，能供應的公司不多，這也是英特爾的核心造血業務。

因為這是一顆設計難度高、人才密集度高、交付周期長的產品，難度高在指定的目標內、完成高性能的設計。因為軟件兼容性的要求，在2010年，只有x86是可行。最終客戶軟件只能跑x86的芯片。經過從2010年到2020年10年行業攻關，完成了x86向Arm架構的軟件移植，現在雲計算軟件平台和服務器可以支持Arm架構和x86架構。這是遇賢和美國的Ampere都可以基於Arm架構來研發高性能服務器CPU的基礎，客戶需要一個更適合雲計算的CPU，現在也可以規模化的部署這個產品。

算力的增長，CPU的需求量持續增加。同時也需要更加強大計算能力的CPU，可以在有限的數據中心裏面增加算力密度。對研發公司的要求，要提前預判市場的需求，按照同期高性能的要求來做研發。

羅勇博士：同樣作為大芯片，GPU的火爆在於人工智能、大數據對於算力的需求，而GPU適用於AI的訓練和推理，CPU實際上真正承擔了雲端主要常規算力。大家以前之所以忽略CPU創業，是因為在這個賽道，英特爾的x86一直以來占據霸主地位，直到今天ARM化的大潮流的成型，才讓大家看到了革命的大機遇。對比GPU，CPU在服務器端的市場規模更大，而從技術落地的角度而言，做GPU創業的公司都無法迴避的難關是開發新的軟件系統或者兼容CUDA，英偉達的CUDA是獨有的封閉生態。芯片公司投入人力開發一個新的軟件系統，熟悉新軟件系統的人才又需要很長時間培養。建立新軟件、新人才、規模應用這個正向循環的挑戰非常大。而CPU不一樣，雲計算軟件是一個完全開放的生態系統，上下游已經成熟，換句話說，GPU做出來，距離客戶去學會你的軟件，去開發，去應用，需要很多努力，而Arm CPU做出來，客戶就可以即買即用了，可以說服務器CPU是能夠實現商業落地的大芯片。在過去10年的ARM架構雲計算移植中，我們團隊核心成員是主要的推動力量。大家推動了這個時期的發展，而不是搭便車。

彭亮：服務器CPU和PC的CPU兩者都是設計難度極高的芯片，但存在的差異也是很大，主要體現在CPU算力、接口多樣化、功耗要求、封裝技術、RAS（可靠性、可用性、可維護性）、物理實現難度等，另外軟件生態也非常不一樣，這些都需要長期的知識積累才能得到其中的know-how，所以是需要有專注在某個方向的團隊才能把這兩種不同類型的CPU芯片做好。

陳爭勝：對的，從技術上看，PC的「CPU」是一種典型的SoC架構，其架構更分化，芯片上會集成有CPU Core、Graphics Processor、Nerual Processor，這每一個Processor都有自己的生態要求。而雲計算CPU聚焦在CPU 單元的彈性擴展和服務器平台需求。雲計算CPU需要考慮怎麼有效降低整個數據中心整體的TCO、怎麼滿足日益嚴苛的雲端數據安全的問題等。從微架構上看，這兩者對CPU Core的要求上也不一樣，PC的處理器規模小，線性擴展容易做，而雲計算場景要求集成大量的計算單元，大規模並發的資源衝突和性能瓶頸是必須解決的問題。因此二者技術攻關的問題是不一樣的，雲計算CPU需要解決更多難題，比如超多核線性度問題、複雜多變的應用場景帶來架構彈性問題，如何滿足高可靠性應用等等。從目前成功的商業策略上看，都是要採用不同的產品線來覆蓋這兩個市場，每個產品線要非常專注，是兩個不同的賽道。

圖：2000年-2010年 服務器x86架構滲透率變化

b)變化的核心原因

這一輪會產生架構切換的原因，與二十年前一樣，雲計算和雲原生的崛起，算力需求在爆發式擴張，本身雲計算對CPU的需求卻變成小核高性能化、多核虛擬化、功耗更低，「經濟適用」。ARM架構CPU在這些點上都有着獨到的優勢。Arm架構單片可以集成超過150個核。這對於雲計算公司就變成了一筆非常划算的買賣。

所以過去十年arm和軟件公司、CPU公司、生態公司，一個個軟件去推動適配，才在2019年前後，伴隨着華為鯤鵬、亞馬遜的arm cpu規模化應用，最終實現了全行業的架構更迭。

全球最大雲計算廠商亞馬遜在自己雲計算的ARM架構CPU Graviton真正部署起來，並且占到自己數據中心絕對量的20%，這是ARM架構CPU在雲計算/服務器行業上量的標誌性轉折點。包括近期，谷歌也宣布了採用ARM架構服務器CPU，也是業內一個標誌性事件。

陳爭勝：對於先進工藝下面積超過100平方毫米這樣的大芯片，不僅僅投資巨大，商業門檻高，而且其單純的芯片技術門檻也很高。要想研發一款商業成功的高性能計算CPU，需要突破的技術限制非常多，比如Memory、IO、Power、Yield以及Frequency等等瓶頸。這裡面比較為人熟知的是「Memory瓶頸」，內存帶寬的增加速度遠遠趕不上各種Core的性能增加速度，不合理的架構會導致片上堆疊的Core性能發揮不出來。核數增加，如何保障性能的線性增長，是CPU的一個大難點。我們做過多代處理器，每次都是採用多項創新性技術突破來解決這些難點。

一般的方法，要從整個硬件系統、軟件全棧的角度思考如何做最優化的設計，除了CPU架構外，對接的設備，如DIMM、存儲設備等，是否可以一起創新來做更優化的設計，還很需要對每個模塊技術的掌控。所以，既需要架構上合適的權衡取捨，又需要工程上的精益求精，加上創新性的思維以及長期的經驗積累，在技術研發中碰撞解決，通過「系統工程方法論」保障交付。這也是我們幾個這十幾年一直做大CPU的經驗。

圖：羅勇博士

羅勇博士：遇賢微電子的獨特性和團隊獨特性，正是來自國內湧現出新一代的技術領袖。我們國內已經擁有多家一流的處理器公司，像海思、中興微電子、展訊。這些公司的核心技術高管普遍都是在過去15年專注於處理器的研發，交付了5代以上的處理器，特別是Arm架構的處理器，每一代有數百萬片、上千萬片的發貨量。我們副總裁陳爭勝和彭亮兩位80後，是業內第一梯隊芯片公司的技術大牛。研究生畢業後就分別在海思團隊和中興微電子團隊做了5代計算芯片，對Arm架構的多核計算芯片了如指掌。

圖：陳爭勝及其負責的芯片

圖：彭亮及其負責的芯片

羅勇博士：我們有非常明確的目標，就是不僅實現在國內的研發，產品規格也要達到同期的國際一流水平。

大CPU的研發是重度依賴技術團隊的核心經驗，並且還要具備頂層視角，在過往經驗的基礎上具備前瞻的演進能力。我們這些人過去在ARM架構計算CPU、服務器CPU、自研架構等多個領域都曾作為技術負責人，推出過國際一流水平的產品，發貨量過千萬，完成了通信領域和計算領域CPU的國產替代。堅定的往前走一步，是責無旁貸。

所以，基於歷史經驗和市場情況，我們很早就能夠把產品規格定在了新一代產品中Tier 1競爭力的位置，把以前從32核做到64核再到128核的經驗，進一步提高核數，以核心技術創新拉高整芯片性能。對未來三代，我們也制定了極具競爭力的產品技術路標。

陳爭勝：毋庸置疑，高性能CPU是半導體行業的皇冠。為什麼我們敢挑戰和發起衝鋒？

首先當下出現了一個二十年一遇的架構切換機會窗口，這是格局即將變革的節點。Fabless模式有一個高度分工的產業鏈，我們得以立足在技術核心芯片設計上，跟其他成熟的產業鏈公司合作，實現CPU最終的商業化閉環。這也是海思、中興微等一流芯片公司的經驗。

雖然創業公司沒有像大公司那樣的眾多「平台」部門支撐研發，但創業公司的項目非常聚焦，協同管理變得極度簡化，資源集中，效率很高；同時公司是團隊自己的，不會是打工心態，藉由我們團隊原來在大平台的經驗可以很快形成效率組織，反而能用最精幹的部隊，最高效地做出最有價值的產品。

創業公司也有難點，核心專家的技術經驗和高度對每個技術關卡都有決定性因素，資源「對」的整合，戰略決策和方向的穩定，骨幹團隊要對、要齊，整個團隊像精密的齒輪一樣嚙合緊密、高效運轉，既要有定海神針，又要有少壯派的衝勁。有幹勁和技術基礎，我們團隊就能解決這些難點。

彭亮：首先這是一個解決特定問題的技術，這個技術並不是今天才有的，已存在多年，業界已經採用這種技術用於解決例如單芯片規模、算力、良率、異構計算等問題，Chiplet芯片的設計交付和量產本身是個成熟方案，而在這方面我們過去做過多代Chiplet，加上和領先封測廠家的緊密合作，可以進一步加大芯片規模。

陳爭勝：對的，Chiplet並不是一個很新的技術，是沿着MCM、SiP技術發展而來。技術上強調的是架構上的拆分、先進的封裝技術掌握以及異構生態的構建。廣義的Chiplet已經廣泛使用，對國產化意義重大。Chiplet真正要帶來革命性的變化，還需要類似IP生態一樣的Chiplet生態出現，才能真正實現異構、異質系統的構建。我們也會採用這樣的技術，來滿足不同的市場需要。

彭亮：全球化分工是不可逆的。早在intel成名之前，服務器公司也是從芯片、軟件、生態、系統一體化垂直做，後來intel改變了這個格局，降低了下游的應用成本，將市場蛋糕也做大了。產業鏈上一定會有獨立第三方芯片公司作為供應商。

對大部分不以芯片作為核心業務的雲計算公司，自己做大CPU是不划算的投入，不僅要做當代產品的巨大研發投入，還同時需要構建長期競爭力。遇賢定位是芯片公司，我們團隊的經驗和投入都會非常聚焦。

陳爭勝：是的，我在獨立的Fabless公司和大廠的芯片研發部都有過研發經歷，有些大廠做芯片，是利用業務Known-how進行垂直整合創新，降低採購成本，以及提高對供應鏈的話語權。即使如此，像亞馬遜這樣的大廠，採用自研芯片的同時，也持續的採用商業化方案，構建更穩健的供應鏈。技術團隊很重要，如果自研芯片達不到通用市場水平，或者大廠本身的採購量不足以覆蓋一代代產品的研發投入，會形成很大的資源浪費。更廣闊的客戶還是需要第三方來服務。

羅勇博士：美國著名的ARK基金給出過一個大膽預測，預計到2030年，服務器CPU的市場占有率會有70%從X86轉變為ARM架構，這意味着英特爾會從絕對的霸主，交出寶座，而與此同時，可能會產生數家千億級的新巨頭。

從行業分工的角度而言，未來英特爾面臨很大的壓力。主要是IDM模式難以支持市場需求減弱、工廠開支增加的矛盾。Arm架構能夠勝出，也是因為眾多的合作公司分擔了軟件和架構的研發成本，分擔了代工廠持續迭代的設備投資。

未來雲計算CPU的格局，和現在手機處理器的格局會類似。系統公司自研CPU、和獨立CPU公司並存。像三星、華為、蘋果是前面的模式，而高通、展訊、聯發科是後面的模式。我們看到現在中國市場上，因為產業形態的原因，對獨立CPU公司的需求更大。這也是遇賢堅持的一個方向。在這一點上，我們從創業到現在，都是保持一致的。

羅勇博士：當然有這個可能性，比如我們也看好RISC-V的發展，但距離RISC-V的生態成熟還有需要許多年的路程要走。從x86到今天的ARM化，是二十年一遇的浪潮，得益於整個大生態環境的支持已經完善。過去十年一直有很多創新型公司都試圖用arm替代intel，用新的架構以滿足服務器和雲計算的需求，但受制於軟件應用沒有打通，一直沒有很大突破。生態公司、ARM、軟件公司、芯片公司投錢、投人力，有組織的聯合研發，耕耘了十年，直到在2019年前後，才完成軟件的適配工作。

生態的建設不是一朝一夕之力，也不是一家公司的成就，必須得新需求的拉動，加上全行業巨頭、上下游的參與，才能夠完成。

★一種極具創新的AI芯片

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