通算時(shí)代開啟，國(guó)產(chǎn)ARM身影漸去

海外“雙英合體”的消息沸沸揚(yáng)揚(yáng)，國(guó)產(chǎn)芯片廠商也坐不住了。

9月18日，英偉達(dá)宣布將向英特爾投資50億美元，合作開發(fā)AI基礎(chǔ)設(shè)施和計(jì)算中心產(chǎn)品，以加速超大規(guī)模、企業(yè)和消費(fèi)者市場(chǎng)的應(yīng)用程序和工作負(fù)載。兩大世界級(jí)平臺(tái)的對(duì)接，也被視為“通用計(jì)算CPU+通用智算GPGPU”路線的一次合流，預(yù)示著全球通算時(shí)代正式開啟。

就在同天，菊花廠在國(guó)內(nèi)刷新了鯤鵬和昇騰芯片路線圖，兩款產(chǎn)品在規(guī)劃中均不約而同的向通算路線靠攏。其中，基于ARM架構(gòu)設(shè)計(jì)的鯤鵬CPU系列，將從920版本直接跨向支持通用計(jì)算超節(jié)點(diǎn)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。

授權(quán)斷供創(chuàng)新受限，國(guó)產(chǎn)ARM身影漸去

自2019年ARM公司對(duì)華停售新版本授權(quán)，頭頂“一代一買”緊箍咒的國(guó)產(chǎn)ARM廠商，似乎已注定了今天的“去ARM化”選擇。

從授權(quán)模式來看，雖然國(guó)產(chǎn)芯片前期均采用了技術(shù)引進(jìn)的方式，但在后續(xù)自主迭代上，ARM是唯一嚴(yán)格限制下游創(chuàng)新空間的技術(shù)路線（被授權(quán)廠商禁止在舊版本基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)新版本功能）。目的顯然是為了強(qiáng)行綁定被授權(quán)方，跟隨ARM公司腳步持續(xù)貢獻(xiàn)收益。

這也客觀上造成了國(guó)產(chǎn)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(guó)禁令發(fā)布，新版授權(quán)獲取無望，鯤鵬等一眾ARM芯片被釘在原地。

近幾年，國(guó)產(chǎn)ARM性能停滯問題受到用戶市場(chǎng)廣泛關(guān)注。有爆料稱，在測(cè)試數(shù)據(jù)上鯤鵬CPU跑分成績(jī)尚能接受，可一旦應(yīng)用于實(shí)際場(chǎng)景，搭載鯤鵬系列整機(jī)的表現(xiàn)“拉胯”。“尤其用于高并發(fā)業(yè)務(wù)場(chǎng)景時(shí)，很難跑出‘紙面性能數(shù)據(jù)’應(yīng)有的效果?！?/p>

事實(shí)上，為了打破性能禁錮，以海思為代表的國(guó)產(chǎn)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(gòu)芯片，就被視為鯤鵬等芯片產(chǎn)品的初級(jí)替補(bǔ)。

當(dāng)然，RISC-V起步較晚，短時(shí)間內(nèi)很難在高端通用計(jì)算場(chǎng)景中擔(dān)當(dāng)大任。在現(xiàn)有的主力產(chǎn)品基礎(chǔ)上進(jìn)一步拓展通算能力，貌似更符合當(dāng)前計(jì)算集群建設(shè)需求。

下一代鯤鵬950開始向通用計(jì)算路線靠攏，無疑也驗(yàn)證了這一點(diǎn)。

架構(gòu)安全漏洞頻發(fā)，自主能力才是關(guān)鍵

ARM逐漸退出國(guó)產(chǎn)化舞臺(tái)中央，更重要的原因在于安全可控問題。自主創(chuàng)新能力閹割后帶來的一系列產(chǎn)品安全風(fēng)險(xiǎn)，是鯤鵬等芯片在信創(chuàng)市場(chǎng)難以言說的痛。

有業(yè)內(nèi)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(shù)是設(shè)計(jì)階段留下的，直接嵌入芯片的物理結(jié)構(gòu)中，也就是物理電路已固化在硅片中，軟件層面的調(diào)試是無法修改的。而且有些硬件后門只能通過更新?lián)Q代來解決，無法打補(bǔ)丁。”

比如在ARM設(shè)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(rèn)證機(jī)制的微架構(gòu)缺陷繞過內(nèi)存保護(hù)，本質(zhì)是一種硬件級(jí)側(cè)信道攻擊，唯一的解決方案就是基于ARMv9版本引入FEAT_FPAC修復(fù)漏洞。這讓停留在ARM v8.2的國(guó)產(chǎn)芯片陷入無解困境。

可以看到，鯤鵬等芯片產(chǎn)品也正在極力補(bǔ)齊安全短板。在鯤鵬950的產(chǎn)品規(guī)劃中，菊花廠方面特意強(qiáng)調(diào)了該款產(chǎn)品在安全方面新增四層隔離，成為鯤鵬首顆實(shí)現(xiàn)機(jī)密計(jì)算的數(shù)據(jù)中心處理器。而從同類國(guó)產(chǎn)CPU安全技術(shù)布局來看，機(jī)密計(jì)算早在幾年前就已經(jīng)是標(biāo)配。

這也反映出一個(gè)現(xiàn)實(shí)：如果在技術(shù)內(nèi)核上失去自主權(quán)，所謂的產(chǎn)品安全可控將淪為空中樓閣。畢竟先進(jìn)版本的ARM芯片都存在漏洞，舊版架構(gòu)迭代受阻的國(guó)產(chǎn)ARM一直處于掉隊(duì)狀態(tài)，無論是性能發(fā)展還是安全升級(jí)都被遠(yuǎn)遠(yuǎn)甩開，更何談取得關(guān)基領(lǐng)域信創(chuàng)用戶市場(chǎng)信任。

生態(tài)脫鉤適配艱難，異構(gòu)遷移道阻且長(zhǎng)

伴隨著性能鴻溝和安全性差距越來越大，國(guó)產(chǎn)ARM生態(tài)脫鉤現(xiàn)象成為壓倒駱駝的最后一根稻草。尤其在異構(gòu)遷移替代中的重重壁壘，進(jìn)一步加速了ARM國(guó)產(chǎn)化賽道的落幕。

對(duì)標(biāo)X86主流架構(gòu)路線，ARM的根本定位在于移動(dòng)端低功耗場(chǎng)景，對(duì)桌面操作系統(tǒng)和專業(yè)軟件支持上相對(duì)較弱，往往需要通過虛擬化或兼容層運(yùn)行X86軟件。即便在國(guó)產(chǎn)ARM鼎盛時(shí)期，從Wintel環(huán)境遷移到鯤鵬等計(jì)算平臺(tái)上也頗為不易。

目前，ARM最新版本已經(jīng)更新到了V9.5，在RAS系統(tǒng)架構(gòu)和很多AI功能支持上進(jìn)行了大幅迭代，與ARM V8.2版本存在著巨大差異。這也導(dǎo)致國(guó)產(chǎn)ARM與主流生態(tài)嚴(yán)重脫鉤，客觀上形成的技術(shù)孤島，很難滿足國(guó)產(chǎn)化用戶大規(guī)模平替的需求。

有分析人士指出，ARM系統(tǒng)幾乎都采用Linux操作系統(tǒng)，而且絕大部分硬件系統(tǒng)都要單獨(dú)構(gòu)建自己的系統(tǒng)，與其他系統(tǒng)不能兼容。“國(guó)產(chǎn)ARM芯片在這方面更加尷尬，不僅與主流生態(tài)割裂，就連對(duì)接ARM主賽道也成了難題，用戶端軟件移植成本和系統(tǒng)穩(wěn)定性風(fēng)險(xiǎn)都不小。”

面對(duì)上述問題，自建生態(tài)體系儼然成了唯一出路。不過，國(guó)產(chǎn)ARM廠商動(dòng)向來看，當(dāng)前構(gòu)建的生態(tài)系統(tǒng)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(gòu)建了“芯云一體”的閉環(huán)。

本質(zhì)上，這種自成一體的緊耦合方式依然會(huì)造成生態(tài)捆綁風(fēng)險(xiǎn)，某種意義上也剝奪了用戶的產(chǎn)品選擇權(quán)，并未從根本上解決增量市場(chǎng)的異構(gòu)遷移問題。

在異構(gòu)計(jì)算成為主流、開放式通算路線大行其道的今天，國(guó)產(chǎn)ARM要做的可能不僅僅是“去ARM化”，更應(yīng)面向國(guó)產(chǎn)大市場(chǎng)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)“去封閉化”。期待國(guó)產(chǎn)廠商能夠走出ARM陰影，盡快拿到通用算力賽道的入場(chǎng)券。

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