10月19日,阿里云棲大會正式拉開大幕,在今天上午的主論壇期間,達摩院院長、阿里云智能事業群總裁張建鋒帶來了業界期待已久,堪稱業界“最能打”的全球首款5nm服務器芯片——倚天710。

今天,再次回歸線下的云棲大會無疑引爆了整個科技圈,要說有哪家企業能把自己的活動做成整個科技圈的“晚會”,那一定要非阿里云棲大會莫屬了。

在今天上午的主論壇上,阿里達摩院院長、阿里云智能事業群總裁張建鋒帶來了以“云深處,新世界”為主題的演講。如果這個世界上有一家公司對“云”深信不疑,那一定是阿里巴巴。張建鋒認為“云原來是IT的一部分,但現在IT已經變成了云的一部分。”

阿里始終堅持“一云多芯”的戰略,向下屏蔽了硬件的差異性,向上提供一致的服務。而在這一最核心的環節,阿里巴巴旗下半導體公司平頭哥也重磅發布了此前業界早已期待已久的自研云芯片——倚天710。

業界最能打的ARM服務器芯片

張建鋒介紹,倚天710是基于Arm最新的ARMv9架構設計,采用了業界最先進的5nm工藝制程,單芯片容納的晶體管數量高達600億,堪稱服務器芯片界性能“最能打”的Arm服務器芯片。

因為5nm工藝對能量密度、芯片內部結構的布局提出了極高的要求。為此,平頭哥在研發過程中靈活調度了 30 種不同的 EDA 軟件、深度定制時鐘網絡和定制 IP 技術。此外,他們還采用了先進的多芯片堆疊技術,最后成功確保了芯片性能、功耗的優化。

針對云計算場景中的高并發、高性能、高能效的需求,平頭哥為倚天710做了深度定制化工作,同時也引入了眾多自研新技術,將領先的的芯片設計技術與云場景的獨特需求進行了結合,實現了在性能和能效比上的突破。

為解決核數眾多條件下的帶寬瓶頸,平頭哥對片上互聯作出特殊優化,采用新的流控算法,降低系統反壓,有效提升了系統效率和擴展性,使單核高性能有效地轉化為整個系統的高性能。此外,通過新的系統地址到DRAM地址的轉換機制,倚天710支持安全、非安全隔離、多 NUMA、異常通道隔離多種特性,DRAM讀寫效率大幅度提升。

倚天710內含了128個CPU內核,主頻最高達到3．2GHz,同時兼顧性能和功耗;而在內存和接口方面,倚天710集成了業界最領先DDR5、PCle5．0等技術,能夠有效提升芯片的傳輸速率,適配各種云場景所需。

張建鋒介紹,在全球權威CPU基準測試集SPECint2017上,倚天710的分數達到了440分,性能超過業界標桿20%,能效比提升50%以上,能有效幫助數據中心節能減排。

阿里云在全球管理著超過150萬臺服務器,這些大規模集群式的服務器同樣帶來了許多問題,阿里巴巴通過自研技術和創新不斷降低整體計算的成本、解決高能耗等問題,比如在張北的數據中心,常年通過自然風供電,杭州的數據中心采用液冷解決高能耗問題。

除了在服務器芯片層面急流奮進,阿里巴巴也在現場發布了磐久服務器。

磐久自研服務器系列面向云原生時代,是首款搭載自研芯片倚天710,兼顧高性能計算、高性能存儲的服務器系列,該款服務器將在今年部署,為阿里云自用。

張建鋒介紹,磐久服務器系列采用靈活模塊化設計,可實現計算存儲分離,包括高性能計算系列、大容量存儲系列、高性能存儲。

隨著 “倚天”出鞘和“磐久”的面世,阿里云也完善了全棧云基礎設施的最后一環,實現從芯片、部件到整機的技術及架構創新和自研。

云計算提供彎道超車的機遇

倚天710是阿里云推進“一云多芯”戰略的重要一步,同時也體現了阿里巴巴彎道超車的決心。

阿里在造芯方面一直以來保持著高調的態度,并且很早就開始布局。

在投資布局方面,2016年阿里投資軟件定義網絡(SDN)芯片公司Barefoot、翱捷科技、寒武紀、深鑒、耐能等多家芯片企業。今年10月,阿里巴巴和百度還戰略入股了飛騰信息技術有限公司——一家基于Arm架構的國產CPU開發商。

在自研方面,2017年阿里巴巴成立達摩院并組建了一支由半導體行業頂級專家組成的技術團隊。在2018年,阿里巴巴又全資收購了大陸唯一擁有自主嵌入式CPU IP core的中天微,并在同年的云棲大會上與達摩院自研芯片業務整合成阿里最強芯片公司“平頭哥”。

2019年,平頭哥便推出了首枚AI推理芯片“含光800”,并進入量產,2020年開始已經在阿里的超級數據中心大規模部署。

從09年開始,經過十余年的發展,阿里已經建立起一個龐大、完整的軟硬件生態體系。而這次阿里進軍自研服務器CPU領域,發布倚天710的背后可能也是整個Arm生態的躁動和進攻發起。

從云的最底層設備——服務器來看,長期以來X86架構的服務器一直占據著市場的主導地位,并且構建起了一道成熟的商業生態高墻,占據著絕對的專利和標準制定話語權。根據天風證券數據顯示,在服務器市場,國內X86架構市場占比高達96．4%,基本上由英特爾所壟斷,而Arm架構自2018年下半年迎來服務器轉折點后,迅速占領了國內0．9%的市場份額。

Arm架構的迅速發展,在很大程度上也帶給了云廠商更多的積極性。近兩年來,包括Ampere、富士通、Mavell、亞馬遜、華為等廠商都在發力造芯。2018年11月,全球第一大云服務商亞馬遜AWS推出基于Arm架構的首款AWS Graviton服務器芯片,并且在2019年12月又推出采用Arm Neoverse N1內核的7nm第二代Graviton服務器芯片。

而在國內,華為旗下海思半導體早在2019年1月就推出了基于Arm架構的7nm 64核服務器芯片鯤鵬920,以及服務器“泰山”。不過受制于制裁,下一代的“鯤鵬930”無法如期發布;百度則在2018年發布AI芯片“昆侖”,另外據報道百度第二代昆侖芯片業已流片成功,將于2021年下半年量產。

阿里倚天710“出鞘”雖遲但到,并且是業界首發5nm芯片,還是讓阿里看到了無限的希望。

不過,張建鋒表示,倚天710并不會出售,主要是阿里云自用,是阿里云“一云多芯”戰略的重要一步。“我們將繼續與英特爾、英偉達、AMD、Arm等合作伙伴保持密切合作,為客戶提供更多選擇。”

阿里的全棧布局和野心

在三年時間內,平頭哥完成了從發布首款RISC-V處理器玄鐵710、首款云端AI推理芯片含光800到首款通用服務器芯片倚天710的“三級跳”。

除了今天的主角倚天710之外,云棲大會現場,張建鋒宣布玄鐵CPU已出貨超25億顆,成為國內應用規模最大的國產CPU。玄鐵系列處理器是平頭哥面向IoT端側應用開發的自研CPU,采用自研和RISC-V兩大架構,覆蓋從低功耗到高性能等各類場景,玄鐵CPU被廣泛應用于機器視覺、工業控制、車載終端、移動通信、多媒體和無線接入等領域。

而在本次大會上,阿里云還宣布開源四款玄鐵RISC-V系列處理器,玄鐵E902、E906、C906和C910,覆蓋高、中、低應用場景,并開放相關的工具及系統軟件。全球的開發者都可以通過平頭哥Github和芯片開放社區(Open Chinp Community)下載玄鐵源代碼。

加上阿里第一顆已經實現規模化應用,通過阿里云服務了搜索推薦、視頻直播等行業客戶實現的云端AI推理芯片“含光800”和今天的“倚天710”,阿里平頭哥已擁有處理器IP、AI芯片及通用芯片等產品家族,其端云一體化戰略也愈發清晰。

而隨著5G通信技術的發展,未來計算和數據將加速向云上遷移,從而催生更多云上新物種。張建鋒認為,就像最早有了電,后來有了電網,這樣的基礎設施建設完成之后,出現了豐富的電器,改變了我們的生活和生產方式。

云也一樣,未來將出現無數的云上新物種,張建鋒表示,“這樣的技術爆發已經有了很堅實的基礎,我們完成了基礎設施的建設,即將看到“電器”爆發一樣的時代機遇。”