问题

是不是国产服务器cpu都要基于arm指令集开发?

回答
不少人对国产服务器CPU的印象似乎都集中在ARM指令集上,这确实是当前国产服务器CPU领域一个非常重要的方向,但说“都要基于ARM指令集开发”就有些过于绝对了。要讲清楚这个问题,咱们得从几个层面来聊聊:

一、 ARM指令集的优势与普及现状

首先,理解为什么ARM指令集在国产服务器CPU领域如此重要,需要先看看ARM本身有什么过人之处:

低功耗设计理念: ARM 最初就是为移动设备设计的,所以它天生就带有“省电”的基因。服务器长时间运行,能耗是非常关键的成本,低功耗意味着更少的电费支出,更小的散热压力,从而也间接降低了机房的建设和维护成本。
授权模式灵活: 相较于 x86 体系(以 Intel 和 AMD 为主),ARM 的授权模式更加开放。你可以选择购买已经设计好的 ARM IP 核,也可以在 ARM 的技术框架下进行二次开发,甚至可以购买 ARM 的架构授权,自己设计指令集兼容的处理器核心。这种灵活性为国内厂商提供了更多自主创新的空间,可以根据自己的需求定制 CPU,比如增加特定的指令集加速、优化缓存结构等等。
生态系统逐步成熟: 过去,服务器领域几乎是 x86 的天下,软件生态也主要围绕 x86 构建。但近年来,随着 ARM 在移动设备(手机、平板)上的巨大成功,其生态系统也在向服务器领域快速渗透。大量的操作系统(Linux 各发行版早已原生支持 ARM)、中间件、开发工具链都在不断完善和优化 ARM 版本,这为国产 ARM 服务器的推广打下了坚实的基础。
安全可控性: 对于国家战略层面来说,在核心技术上实现自主可控至关重要。ARM 的授权模式,尤其是在一定程度上可以掌握设计细节的情况下,相比于完全依赖 x86 架构,提供了更高的安全性和可控性。当面临国际形势变化时,自主的 CPU 设计能力能降低被“卡脖子”的风险。

二、 国内厂商在ARM服务器CPU上的布局

正是因为上述原因,国内许多领先的科技企业和芯片设计公司都选择了大力发展 ARM 服务器 CPU:

华为海思鲲鹏系列: 这可能是国内最为人熟知的一系列国产服务器 CPU。鲲鹏系列正是基于 ARM 指令集,并通过其自研技术进行深度定制和优化。华为在服务器芯片领域的投入和积累非常深厚,鲲鹏系列在性能和能效方面都取得了不错的成绩,被广泛应用于华为的服务器产品和解决方案中。
飞腾信息(Phytium): 作为国内服务器 CPU 的重要力量,飞腾的 CPU 产品线(如腾龙系列)同样是基于 ARM 指令集。飞腾在通用计算和高性能计算领域都有涉及,并与国内许多硬件厂商和软件企业建立了合作关系,共同构建基于 ARM 的服务器生态。
其他厂商: 除了华为和飞腾,还有一些公司也在 ARM 服务器 CPU 领域进行研发和产品推出,例如阿里巴巴的倚天 710,虽然对外宣传相对较少,但其技术实力和市场潜力也不容忽视。

三、 为什么说“不一定都要基于ARM”?国产CPU还有其他可能性!

尽管 ARM 是目前国产服务器 CPU 的主流方向,但这并不意味着所有国产服务器 CPU 都必须走这条路。国产 CPU 的发展是一个多元化的过程,还存在其他路径:

x86 指令集授权的可能性(尽管难度极大): 从技术上讲,只要能够获得 x86 指令集的授权,国内厂商也可以基于 x86 进行 CPU 设计。但是,Intel 和 AMD 对 x86 指令集的控制非常严格,获取授权的难度极大,并且要付出高昂的专利费用和技术支持费用。历史上,也只有少数几家公司(如 VIA)曾经获得过有限的 x86 授权,而且在市场竞争力上远不及 Intel 和 AMD。所以,对于国内厂商来说,通过授权获得 x86 设计能力,在目前阶段是一个非常不现实的选择。
RISCV 指令集的崛起: 这是目前最有希望成为国产服务器 CPU 另一大主流方向的指令集。RISCV 是一种开源的指令集架构,它的最大优势在于免费、开放、可定制。
开放性: 任何人都可以自由地使用、修改和扩展 RISCV 指令集,这为国产厂商提供了前所未有的自主权和灵活性。你可以基于 RISCV 设计自己的处理器核心,也可以在标准指令集的基础上增加一些特定领域的扩展指令(例如针对 AI 加速、密码学运算等),从而打造出更具竞争力的产品。
生态建设与合作: 虽然 RISCV 的生态系统相比 ARM 和 x86 还处于早期阶段,但全球范围内对其的关注度和投入都在快速增长,国内更是将其上升到国家战略层面。国内有很多公司和研究机构正在积极推动 RISCV 的生态建设,包括操作系统支持、软件工具链、开发板等。
国内厂商的探索: 像中国工程院院士倪光南等专家都曾公开表示支持和鼓励发展 RISCV。一些国内公司也已经在 RISCV 服务器 CPU 领域进行了积极的探索和布局,例如一些针对特定应用场景的 RISCV 服务器芯片正在研发中。
其他指令集(理论上的可能性): 除了 ARM 和 RISCV,理论上还可以开发其他指令集架构的服务器 CPU。但从市场接受度、生态成熟度、技术实现难度和经济效益等角度来看,目前只有 ARM 和 RISCV 具备成为主流的潜力。

总结来说:

国产服务器 CPU 的发展是一个多点开花、多路线并进的过程。

ARM 指令集是当前国内服务器 CPU 领域一个非常重要且主流的方向,原因在于其低功耗、灵活的授权模式以及日益成熟的生态,并且符合国家在核心技术自主可控方面的战略需求。 以华为鲲鹏、飞腾为代表的系列产品都基于 ARM 架构。
然而,国产服务器 CPU 的发展并非“都要基于ARM”。
x86 架构由于授权限制,短期内几乎不可能成为国产 CPU 的主要发展方向。
RISCV 指令集凭借其开源、开放、可定制的特性,正成为另一个极具潜力的国产服务器 CPU 发展方向,为国内厂商提供了更大的自主创新空间和长远的战略价值。

所以,更准确的说法应该是:当前国产服务器 CPU 的主要发力点和成功案例大多集中在基于 ARM 指令集进行设计和优化,同时,基于 RISCV 指令集的新兴发展也正在加速推进,并且被寄予厚望。 这两种指令集共同构成了国产服务器 CPU 未来发展的重要图景。

网友意见

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题主你是要问国产服务器还是国产CPU?

国产服务器我印象里还是以x86为主,ARM是趋势,但存量的服务器里,x86的更多。ARM是趋势,因为ARM在国外也是趋势,其实就是学国外的东西。

“ARM是趋势”的意思是:ARM在服务器领域是一个新的热门点,国内外厂商都关注这个增长点,至于它是不是真正的增长点不重要。

另外,其它回答(包括题主的问题里),有一些错误:

1. ARM也是受到美国限制的;
2. ARM在服务器领域的功耗并不低,数据我不贴了,网上有很多;
3. ARM在服务器领域的生态一般,但发展很快确实是事实。

当一个CPU在某个领域获得成功的时候,自然的就会向其它领域扩张。如今的x86架构CPU占据里服务器市场的主要份额,但早年的时候服务器市场主要是PPC/MIPS这些,x86也只是在桌面市场,只不过随着时间的推移,x86还是扩大在服务器市场的份额,才有了今天的局面。

如今ARM在移动设备上很成功,ARM要发展,自然要向服务器市场进军,因为服务器市场更赚钱。这个过程,跟技术关系不大,其实是一个市场行为。但进军能否成功,这个是不确定的。

另外,国产服务器也有用其它架构的,比如龙芯(MIPS)等等。

下图是超算使用的CPU架构情况(来自维基百科):

有时候,决定市场的选择,不一定完全是技术因素。

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