海外“雙英合體”的消息沸沸揚揚,國產芯片廠商也坐不住了。
9月18日,英偉達宣布將向英特爾投資50億美元,合作開發AI基礎設施和計算中心產品,以加速超大規模、企業和消費者市場的應用程序和工作負載。兩大世界級平臺的對接,也被視為“通用計算CPU+通用智算GPGPU”路線的一次合流,預示著全球通算時代正式開啟。
就在同天,菊花廠在國內刷新了鯤鵬和昇騰芯片路線圖,兩款產品在規劃中均不約而同的向通算路線靠攏。其中,基于ARM架構設計的鯤鵬CPU系列,將從920版本直接跨向支持通用計算超節點的950版本。在ARM賽道上迭代停滯6年的鯤鵬,終于還是邁出了這一步。
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授權斷供創新受限,國產ARM身影漸去
自2019年ARM公司對華停售新版本授權,頭頂“一代一買”緊箍咒的國產ARM廠商,似乎已注定了今天的“去ARM化”選擇。
從授權模式來看,雖然國產芯片前期均采用了技術引進的方式,但在后續自主迭代上,ARM是唯一嚴格限制下游創新空間的技術路線(被授權廠商禁止在舊版本基礎上實現新版本功能)。目的顯然是為了強行綁定被授權方,跟隨ARM公司腳步持續貢獻收益。
這也客觀上造成了國產ARM迭代失速,并且自主命脈被死死攥在ARM公司手中。隨著美國禁令發布,新版授權獲取無望,鯤鵬等一眾ARM芯片被釘在原地。
近幾年,國產ARM性能停滯問題受到用戶市場廣泛關注。有爆料稱,在測試數據上鯤鵬CPU跑分成績尚能接受,可一旦應用于實際場景,搭載鯤鵬系列整機的表現“拉胯”。“尤其用于高并發業務場景時,很難跑出‘紙面性能數據’應有的效果。”
事實上,為了打破性能禁錮,以海思為代表的國產ARM廠商,很早就開始嘗試另辟蹊徑。比如今年正式推出的兩款RISC-V架構芯片,就被視為鯤鵬等芯片產品的初級替補。
當然,RISC-V起步較晚,短時間內很難在高端通用計算場景中擔當大任。在現有的主力產品基礎上進一步拓展通算能力,貌似更符合當前計算集群建設需求。
下一代鯤鵬950開始向通用計算路線靠攏,無疑也驗證了這一點。
架構安全漏洞頻發,自主能力才是關鍵
ARM逐漸退出國產化舞臺中央,更重要的原因在于安全可控問題。自主創新能力閹割后帶來的一系列產品安全風險,是鯤鵬等芯片在信創市場難以言說的痛。
有業內人士指出,相較于軟件漏洞,硬件安全威脅更加難以防范。“由于硬件后門大多數是設計階段留下的,直接嵌入芯片的物理結構中,也就是物理電路已固化在硅片中,軟件層面的調試是無法修改的。而且有些硬件后門只能通過更新換代來解決,無法打補丁。”
比如在ARM設備中,此前ARMv8處理器曾曝出PACMAN漏洞。該漏洞主要利用ARM指針認證機制的微架構缺陷繞過內存保護,本質是一種硬件級側信道攻擊,唯一的解決方案就是基于ARMv9版本引入FEAT_FPAC修復漏洞。這讓停留在ARM v8.2的國產芯片陷入無解困境。
可以看到,鯤鵬等芯片產品也正在極力補齊安全短板。在鯤鵬950的產品規劃中,菊花廠方面特意強調了該款產品在安全方面新增四層隔離,成為鯤鵬首顆實現機密計算的數據中心處理器。而從同類國產CPU安全技術布局來看,機密計算早在幾年前就已經是標配。
這也反映出一個現實:如果在技術內核上失去自主權,所謂的產品安全可控將淪為空中樓閣。畢竟先進版本的ARM芯片都存在漏洞,舊版架構迭代受阻的國產ARM一直處于掉隊狀態,無論是性能發展還是安全升級都被遠遠甩開,更何談取得關基領域信創用戶市場信任。
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生態脫鉤適配艱難,異構遷移道阻且長
伴隨著性能鴻溝和安全性差距越來越大,國產ARM生態脫鉤現象成為壓倒駱駝的最后一根稻草。尤其在異構遷移替代中的重重壁壘,進一步加速了ARM國產化賽道的落幕。
對標X86主流架構路線,ARM的根本定位在于移動端低功耗場景,對桌面操作系統和專業軟件支持上相對較弱,往往需要通過虛擬化或兼容層運行X86軟件。即便在國產ARM鼎盛時期,從Wintel環境遷移到鯤鵬等計算平臺上也頗為不易。
目前,ARM最新版本已經更新到了V9.5,在RAS系統架構和很多AI功能支持上進行了大幅迭代,與ARM V8.2版本存在著巨大差異。這也導致國產ARM與主流生態嚴重脫鉤,客觀上形成的技術孤島,很難滿足國產化用戶大規模平替的需求。
有分析人士指出,ARM系統幾乎都采用Linux操作系統,而且絕大部分硬件系統都要單獨構建自己的系統,與其他系統不能兼容。“國產ARM芯片在這方面更加尷尬,不僅與主流生態割裂,就連對接ARM主賽道也成了難題,用戶端軟件移植成本和系統穩定性風險都不小。”
面對上述問題,自建生態體系儼然成了唯一出路。不過,國產ARM廠商動向來看,當前構建的生態系統仍然屬于封閉模式,即自家芯片與其他芯片路線互不兼容,甚至在軟件層面也構建了“芯云一體”的閉環。
本質上,這種自成一體的緊耦合方式依然會造成生態捆綁風險,某種意義上也剝奪了用戶的產品選擇權,并未從根本上解決增量市場的異構遷移問題。
在異構計算成為主流、開放式通算路線大行其道的今天,國產ARM要做的可能不僅僅是“去ARM化”,更應面向國產大市場進一步實現“去封閉化”。期待國產廠商能夠走出ARM陰影,盡快拿到通用算力賽道的入場券。
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