服務器廠商

Intel
CPU + 芯片組總線構成不同的 CPU“平臺”:如已經推出 Brickland 、Grantley 、Purley Whitley、Eagle Stream、Sapphire Rapids-SP 和 Emerald Rapids-SP 等平臺,截至 24 年下旬,最新一代平臺為 BHS 平臺。英特爾已將其下一代至強數據中心 CPU 產品線分為兩類,P-Core 和E-Core。P-Core 產品將是我們多年來看到的標準 Xeon 產品。然后有了 E-Core產品,它將利用更節能的架構,預計明年將以 Sierra Forest 的形式推出第一款產品。英特爾第 4 代 Sapphire Rapids CPU 系列的后續產品是第 5 代 Xeon 系列,代號為 Emerald Rapids。Emerald Rapids-SP CPU 已經開始提供樣品,并按計劃于 2023 年第四季度交付。這些芯片將提供更高質量的硅,并正在進行批量驗證。Emerald Rapids-SP系列的其他特點包括專注于在相同的功率范圍內提高性能/瓦特,提供更高的核心密度。這些芯片將與現有的第 4 代 Eagle Stream 平臺完全兼容,可以輕松從上一代平臺遷移。每一代平臺產品具有多個子代,視 CPU 架構、工藝、 PCIe 控制器和內存控制器的不同 而有差異:例如,自 2017 年 7 月規模商用的 Purley 平臺包括SkyLake 和 CascadeLake 兩代,均采用 14nm 工藝最高 28 核心,但是支持的內存通道數從 6 通道升級至 8 通道,PCIE3.0 接口數增加。不同平臺的各個子代擁有多種型號 名稱 2017 年 Purley 平臺將產品型號命名方式由此前連續使用四代的 E7 E5 變為至強可擴展處理器( Intel XeonScalable Processor SP 系列型號按 鉑金(Platinum)、金(Gold)、銀(Silver)、銅(Bronze) 定義 。
從 Tick Tock 到 PAO Intel CPU 升級按照 2-3 年周期持續向前推進:2006 年, Intel 借意鐘擺擺動周期提出“鐘擺戰略( Tick Tock Tick 年(大年)改制程 工藝 Tock 年(小年)改 架構,按照兩年的周期交替推進產品升級,該模式下 Intel 成功推進了 22nm~14nm 系列芯片的迭代。2016 年, Intel 終止“ Tick Tock ”轉而采用“制程 架構 優化”( PAO )戰略 P(Process)年改工藝, A(Architecture) 年改架構 O(Optimization)年優化,按照三年的周期交替推進產品升級。背后原因主要在于芯片制造工藝升級的進度放緩
AMD
AMD 的服務器處理器 EPYC,中文名定為“霄龍”。AMD 的一代處理器為「那不勒斯」,代號為 Naples,二代處理器羅馬,英文為 Rome,三代 EPYC 霄龍處理器代號米蘭,基于 Zen3 內核和 AMD Infinity架構打造,Zen4 產品則為 Genoa(熱那亞),且將使用臺積電的 5nm 工藝,Zen4,Zen4c,V-cache 三種規格。AMD 將會在 Zen 4 處理器上重新設計內部的布局,采用最高 1 個 CCD 以及 1個 IOD 核心的設計,也就是說有可能 Zen4 核心數可以達到最高 96 顆,考慮 2到超線程技術,那么線程數將會達到 192 個,相比較目前的 64 顆核心的 Zen3霄龍處理器提升了 50%。當然 Zen4 勢必將會采用最新的 5nm 制程工藝,從而確保功耗保持在一個穩定的狀態,同時負責 I/O 傳輸的芯片其制程也將升級至 8nm或者 6nm,以降低運行時的功耗。Zen5 產品則為 Turin(圖靈),全新的微架構,3nm 工藝節點。

Ampere
Ampere Computing(安晟培半導體)于 2018 年成立,由英特爾前總裁蕾妮·詹姆斯(Renee James)創建,是一家專注于云原生處理器的企業。Ampere 的創新點在于采用 ARM 架構和自主研發的技術,使得其芯片能夠提供更高的性能和更低的能耗,從而切入數據中心市場。2020 年 3 月,正式發布 Ampere Altra 處理器,它是基于 ARM Neoverse N1架構的 SoC,提供 80 個 64 位 core,頻率為 2.8GHz,采用 7nm 制程工藝。2021 年 5 月,Ampere 踐行每年一款新品的承諾,發布了 128 核的 Ampere AltraMax 處理器。2021 年 8 月,Ampere 宣布收購了 AI 技術初創公司 OnSpecta,并重磅推出了 Ampere AI 和 AIO,加速 AI 服務部署。2023 年 5 月,Ampere 宣布推出全新 AmpereOne 系列處理器,該處理器擁有多達 192 個單線程 Ampere 核,內核數量為業界最高。這是第一款基于 Ampere自研核的產品,由 Ampere 自有 IP 全新打造。
鯤鵬
鯤鵬處理器是華為在 2019 年 1 月向業界發布的高性能數據中心處理器。低功耗級鯤鵬 916 處理器:采用 16nm 工藝,支持 24 個內核,主頻 2.4GHz,功耗低至 75w。極致效能級鯤鵬 920-3226 和鯤鵬 920-4826 處理器:采用 7nm 工藝,支持32 和 48 個內核,主頻 2.6GHz,單位功耗的計算性能表現優秀。極致性能級鯤鵬 920-6426 處理器:采用 7nm 工藝,支持 64 個內核,主頻2.6GHz。
在其六大技術生態中,鯤鵬計算生態就是圍繞鯤鵬 CPU 而構建的計算產業生態,在這一生態體系中,華為基于鯤鵬 920 處理器推出了 Taishan 服務器,并發布了 openEuler 操作系統、openGauss 數據庫鯤鵬應用使能套件 Kunpeng BoostKit 和鯤鵬開發套件 Kunpeng DevKit,面向各行各業提供解決方案。圍繞鯤鵬 CPU,華為已經構建起了包括 PC、服務器、存儲設備、操作系統、中間件、虛擬化、數據庫、云服務、行業應用在內的全棧 IT 基礎設施、行業應用及服務。

飛騰
另一家采用 Arm 架構的國產 CPU 玩家飛騰,由中國電子信息產業集團、天津市濱海新區政府和天津先進技術研究院于 2014 年聯合成立。2020 年以來,飛騰對高性能服務器 CPU、高效能桌面 CPU、高端嵌入式 CPU三條產業線進行了全面的品牌升級。高性能服務器 CPU 產品線統一以飛騰騰云 S 系列進行命名,高性能桌面 CPU產品線以飛騰騰銳 D 系列進行命名,高端嵌入式 CPU 產品線統一以飛騰騰瓏 E系列進行命名。其 2020 年發布的騰云系列新一代可擴展多路服務器芯片騰云 S2500 與 FT2000+相比性能大幅提升。在整機性能方面,雙路的 SPECint 分值為原來的 2 倍,四路的 SPECint 值為原來的 3.5 倍;在分布式數據庫性能方面,雙路服務器的tpmc 值線性提升至原來的 2 倍,四路的 tpmc 值線性提升至原來的 4 倍;在云桌面支持方面,雙路服務器支持虛擬機 70 個,是原來的 2.5 倍,四路服務器支持140 個,是原來的 5 倍。

飛騰是 PKS 體系領導者。PKS 體系最早由飛騰 CPU(Phytium)和麒麟操作系統(Kylin)組成的“PK 體系”發展而來。依托飛騰全新的硬件級安全機制,以相關可信技術為支撐,PK 體系融合“S-Security”的立體防護安全鏈,升級為PKS 體系,并全球首創將“可信計算 3.0”技術融入到 CPU、操作系統和存儲控制器中,實現底層構架的本質安全,并成為國內首個計算機軟硬件基礎體系標準。對比鯤鵬與飛騰的生態構建,可以發現,鯤鵬技術路線比 PKS 路線有較明顯的技術和產品優勢,PKS 技術路線比鯤鵬技術路線有較明顯的安全優勢。
海光信息
海光信息成立于 2014 年,主營產品包括 CPU 和 DPU(屬于 GPGPU),營收規模和增速都位居國產 CPU 企業的前排。由于 x86 架構在服務器 CPU 的市占率超 9成,海光信息 CPU 兼容 x86 指令集,使得其具備較高的應用兼容性、較低的遷移成本,有望受益于 x86 完備的生態體系。該公司在 2021 年實現首次盈利,背靠中科曙光、AMD 兩家巨頭。國產高性能計算龍頭企業中科曙光,是海光信息的第一大股東,也是海光信息的優質客戶源。曙光服務器中應用海光產品的比例超過 30%,為海光芯片的放量打下了深厚基礎。

海光信息的 x86 授權來自全球第二大 x86 處理器供應商 AMD 公司。2016 年,AMD 和海光信息合資成立了成都海光微電子技術有限公司和成都海光集成電路設計有限公司,授權海光微電子 x86 指令集和 Zen 架構,AMD 獲得 2.93 億美元的授權費。海光集成電路購買海光微電子的 IP 授權,以此為基礎開發 CPU。海光集成電路與海光微電子的股權結構保證了公司在規避了英特爾的 x86 授權限制的同時,又使得海光 x86 CPU 成為內資公司開發的產品,滿足了國家產業政策和創新的需求。其產品基于 AMD Zen1 架構,產品性能起點較高。對比英特爾在 2020 年(與海光 7285 同期)發布的 6 款至強鉑金系列產品(能夠反映英特爾 2020 年發布的主流 CPU 產品的性能),在典型場景下,海光 7285 已接近國際同類高端產品水平。
兆芯:
合資 CPU 的探路者,掌握三大核心技術,兆芯于 2013 年由臺灣威盛與隸屬于上海市國資委的上海聯和投資公司所合資成立,威盛持股 20%,上海國資委持股 80%,總部位于上海張江,在北京、西安、濟南等地設有子公司。威盛與英特爾交叉授權協議,擁有設計、生產 x86 芯片權利,技術授權來自威盛。 2020 年 10 月 26 日,威盛作價 2.57 億美元將部分 x86 技術出售給兆芯,兆芯擁有了部分 x86 技術產權。目前兆芯同時掌握中央處理器、圖形處理器、芯片組三大核心技術,具備相關 IP 自主設計研發的能力,已成功研發并量產多款通用處理器產品,形成 PC/嵌入式處理器“開先”、服務器處理器“開勝”、IO 拓展芯片/芯片組三大產品系列,產品性能不斷提升,達到國際主流同等水平。其中,兆芯開先 KX-6000 系列處理器是國內率先實現主頻 3.0GHz 關鍵突破的國產通用處理器。
龍芯中科:
龍芯中科是中國科學院計算所自主研發的通用 CPU,采用自主 LoongISA 指令系統,兼容 MIPS 指令,所有 IP 模塊皆為自主設計,擁有片內安全機制、可信性高。龍芯處理器以 32 位和 64 位單核及多核 CPU/SoC 為主,主要面向高端嵌入式、個人電腦、服務器和高性能機等應用。2002 年 8 月誕生的“龍芯一號”是我國首枚擁有自主知識產權的通用高性能微處理芯片。龍芯中科從 2001 年至今共開發了 1 號、2 號、3 號三個系列處理器和龍芯橋片系列,在政企、安全、金融、能源等應用場景得到了廣泛應用。其產品體系分為三大系列,龍芯 1 號系列為低功耗、低成本的專用嵌入式SoC 或 MCU 處理器,主要根據需求定制;龍芯 2 號系列為低功耗通用處理器,采用單芯片 SoC 設計,應用場景面向工業控制與終端等領域,定位可類比英特爾的凌動系列;龍芯 3 號系列為高性能通用處理器,通常集成 4 個及以上的 64 位高性能處理器核,與橋片配套使用,應用場景面向桌面和服務器等信息化領域,對標英特爾的酷睿/至強系列。

龍芯中科自主研發的 LoongArch,具有較強的擴展性和自主性。LoongArch包括基礎架構部分和向量指令、虛擬化、二進制翻譯等擴展部分近 2000 條指令,具有較好的擴展性。LoongArch 指令系統從整個架構的頂層規劃,到各部分的功能定義,再到每條指令的編碼、名稱、含義,都進行了自主設計,具有充分的自主可靠性。此外,LoongArch 充分考慮兼容需求,在定義時充分考慮了 MIPS、x86、Arm、RISC-V 等主要指令系統的特征,摒棄了傳統指令系統中部分不適應當前軟硬件設計技術發展趨勢的陳舊內容,吸納了近年來指令系統設計領域諸多先進的技術發展成果。同原有兼容指令系統相比,LoongArch 不僅在硬件方面更易于高性能、低功耗設計,而且在軟件方面更易于編譯優化和操作系統、虛擬機的開發。
目前,龍芯中科已經發布了多款服務器CPU,包括龍芯3C5000、龍芯3D5000和即將發布的龍芯3C6000等。這些處理器均采用多核設計,能夠滿足通用計算、大型數據中心和云計算中心的計算需求。
申威
成都申威成立于 2016 年,依托國家信息安全發展戰略,主要從事對申威處理器的產業化推廣。申威處理器以 Alpha 指令集為基礎進行拓展,高度自主可控。Alpha 指令集由美國 DEC 公司研制,主要用于 64 位的 RISC 微處理器。DEC 公司后被美國惠普收購,無錫江南計算所購買了 Alpha 指令集的所有設計資料。江南計算所基于原來的 Alpha 指令集,開發出了更多的自主知識產權的指令集,并研制了申威指令系統,推出了申威處理器。

申威處理器是在國家“核高基”重大專項支持下,由上海高性能集成電路中心研制的全國產處理器。首顆申威處理器代號“SW-1”,于 2006 年研制成功,基于 DEC 公司 Alpha 架構,采用 130nm 制程,主頻為 900MHz。出于安全性能以及知識產權角度,申威在研發出第一代基于 Alpha 指令集的CPU后,將指令集替換為自研的自主可控申威64位指令集,完全區別于原有Alpha指令集。申威處理器專注于高性能計算,尤其是在服務器領域,浮點運算算力與同期外國處理器相當。申威 SW26010 是中國首個采用國產自研架構且性能強大的計算機芯片。