國(guó)產(chǎn)服務(wù)器和處理器架構(gòu)

國(guó)產(chǎn)服務(wù)器和處理器架構(gòu)國(guó)產(chǎn)服務(wù)器和處理器架構(gòu)服務(wù)器是一種為客戶機(jī)提供服務(wù)的高性能計(jì)算機(jī)。關(guān)于服務(wù)器最全分析材料請(qǐng)參考文章“終極版：服務(wù)器基礎(chǔ)知識(shí)全解”。CPU作為服務(wù)器的運(yùn)算和控制核心，其指令集架構(gòu)有CISC和RISC兩種。從性能角度來說，CISC與RISC并無絕對(duì)的孰優(yōu)孰劣之分。目前看來，CISC與RISC已逐步走向融合，兩方處理器互相借鑒互相優(yōu)化。目前X86架構(gòu)CPU占整體服務(wù)器市場(chǎng)約96%，處于絕對(duì)領(lǐng)先的地位。以ARM為代表的國(guó)產(chǎn)架構(gòu)服務(wù)器有望異軍突起。ARM早期專注低功耗領(lǐng)域，在移動(dòng)端處于領(lǐng)先位置，生態(tài)體系十分完善，但在服務(wù)器等計(jì)算市場(chǎng)，多年來推進(jìn)緩慢。隨著多核異構(gòu)計(jì)算時(shí)代和場(chǎng)景多樣化計(jì)算時(shí)代到來，帶來對(duì)計(jì)算架構(gòu)多樣性的需求，考慮中國(guó)市場(chǎng)政府、金融、能源等行業(yè)端生態(tài)逐步完善以及華為鯤鵬的入局，以ARM為代表的國(guó)產(chǎn)架構(gòu)服務(wù)器有望獲得一席之地。而ARM公司本身也推出了Neoverse新架構(gòu)，以期大幅提升性能，增強(qiáng)在服務(wù)器領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)力。國(guó)產(chǎn)服務(wù)器和處理器架構(gòu)全文共19頁，當(dāng)前為第1頁。國(guó)產(chǎn)架構(gòu)服務(wù)器群雄逐鹿。目前，國(guó)產(chǎn)CPU包括鯤鵬、飛騰、海光、龍芯、兆芯、宏芯、申威等。在黨政軍領(lǐng)域，龍芯、飛騰、兆芯等目前占據(jù)主流，華為鯤鵬未來有望在商用市場(chǎng)占據(jù)主導(dǎo)，海光憑借其出色的單核性能和X86完善生態(tài)也有望獲得一定市場(chǎng)份額

國(guó)產(chǎn)服務(wù)器和處理器架構(gòu)全文共19頁，當(dāng)前為第1頁。華為鯤鵬，壯志凌云打造計(jì)算產(chǎn)業(yè)生態(tài)。2019年9月，華為首次發(fā)布“一云兩翼雙引擎”的計(jì)算戰(zhàn)略，構(gòu)筑開放的鯤鵬產(chǎn)業(yè)生態(tài)。華為將聚焦芯片、開源操作系統(tǒng)、存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)庫、云等底層產(chǎn)品，其余上層產(chǎn)品和服務(wù)開放給鯤鵬凌云合作伙伴，實(shí)現(xiàn)生態(tài)鏈互利共贏。神州數(shù)碼：華為長(zhǎng)期戰(zhàn)略伙伴，深度參與鯤鵬生態(tài)建設(shè)。神州數(shù)碼與華為合作已久，是華為的全面戰(zhàn)略合作伙伴。公司18年3月正式啟動(dòng)大華為戰(zhàn)略，成立華為業(yè)務(wù)群，形成內(nèi)部協(xié)作。公司是首家宣布擬投資基于“鯤鵬”的國(guó)產(chǎn)自主品牌服務(wù)器、PC產(chǎn)線的公司，將深度參與鯤鵬生態(tài)建設(shè)。東華軟件：與華為共同發(fā)布鯤鵬服務(wù)器“鵬霄”。20年1月，公司與華為聯(lián)合推出首批基于鯤鵬處理器的“鵬霄”服務(wù)器，在寧波市政務(wù)云上首次應(yīng)用，并提出“鵬霄”服務(wù)器將在公司所覆蓋的多個(gè)行業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行大規(guī)模商業(yè)推廣及應(yīng)用。中國(guó)長(zhǎng)城：兼具芯片及主機(jī)能力。2019年8月，中國(guó)長(zhǎng)城與華大半導(dǎo)體、中國(guó)振華簽署協(xié)議，擬定收購天津飛騰35%股權(quán)，天津飛騰是國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的國(guó)產(chǎn)場(chǎng)景CPU。包括長(zhǎng)城在內(nèi)的國(guó)內(nèi)20多家OEM、ODM廠商已推出基于飛騰芯片的服務(wù)器整機(jī)產(chǎn)品。國(guó)產(chǎn)服務(wù)器和處理器架構(gòu)全文共19頁，當(dāng)前為第2頁。中科曙光：制裁陰影逐漸消失，拐點(diǎn)初現(xiàn)。16年，中科曙光子公司天津海光與AMD合作，獲得AMDZen架構(gòu)授權(quán)，18年7月，海光禪定國(guó)產(chǎn)芯片量產(chǎn)，中科曙光也推出基于禪定的國(guó)產(chǎn)服務(wù)器產(chǎn)品。19年6月，公司進(jìn)入美國(guó)實(shí)體名單，目前各環(huán)節(jié)替代方案逐步完善，制裁影響逐步消除。國(guó)產(chǎn)服務(wù)器和處理器架構(gòu)全文共19頁，當(dāng)前為第2頁。一、服務(wù)器行業(yè)發(fā)展簡(jiǎn)史1.1服務(wù)器：一種為客戶機(jī)提供服務(wù)的高性能計(jì)算機(jī)服務(wù)器是指網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的高性能計(jì)算機(jī)，包括應(yīng)用程序服務(wù)器、文檔服務(wù)器、郵件服務(wù)器、Web服務(wù)器及代理服務(wù)器等。整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)幾乎都基于客戶機(jī)-服務(wù)器模型?？蛻魴C(jī)-服務(wù)器模型的本質(zhì)是客戶機(jī)請(qǐng)求、服務(wù)器響應(yīng)，即服務(wù)器的功能是為客戶機(jī)提供數(shù)據(jù)服務(wù)。服務(wù)器由處理器（CPU）、內(nèi)存、磁盤、網(wǎng)卡、監(jiān)視器、電源、機(jī)箱等組成，和通用的計(jì)算機(jī)架構(gòu)類似，但是由于需要提供高可靠的服務(wù)，因此在處理能力、穩(wěn)定性、可靠性、安全性、可擴(kuò)展性、可管理性等方面的要求比普通的個(gè)人電腦高。服務(wù)器的最大特點(diǎn)就是其強(qiáng)大的運(yùn)算能力，即使是一部簡(jiǎn)單的服務(wù)器系統(tǒng)，通常也至少要有兩顆處理器以構(gòu)成對(duì)稱多處理架構(gòu)，使其能在短時(shí)間內(nèi)完成大量工作，并為大量用戶提供服務(wù)。國(guó)產(chǎn)服務(wù)器和處理器架構(gòu)全文共19頁，當(dāng)前為第3頁。服務(wù)器常見的外型有四種：塔式服務(wù)器(TowerServer)、機(jī)架服務(wù)器(RackServer)、刀片服務(wù)器（BladeServer）、機(jī)柜式服務(wù)器。其中機(jī)柜是指為服務(wù)器正常工作提供相適應(yīng)的環(huán)境和安全防護(hù)的安裝箱，通過機(jī)柜可以保證服務(wù)器設(shè)備穩(wěn)定可靠地工作。國(guó)產(chǎn)服務(wù)器和處理器架構(gòu)全文共19頁，當(dāng)前為第3頁。服務(wù)器行業(yè)已經(jīng)發(fā)展了近60年。服務(wù)器的發(fā)展最早可以追溯到1964年，IBM引入System/360。System/360是由5種功能越來越強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)所組成的系列，這些計(jì)算機(jī)運(yùn)行同一操作系統(tǒng)并能夠使用相同的44個(gè)外圍設(shè)備。1.2CPU：服務(wù)器的運(yùn)算和控制核心國(guó)產(chǎn)服務(wù)器和處理器架構(gòu)全文共19頁，當(dāng)前為第4頁。國(guó)產(chǎn)服務(wù)器和處理器架構(gòu)全文共19頁，當(dāng)前為第4頁。中央處理器(CentralProcessingUnit，簡(jiǎn)稱CPU)是服務(wù)器的核心構(gòu)成之一，其功能主要是解釋計(jì)算機(jī)指令以及處理服務(wù)器中的數(shù)據(jù)。CPU的主要運(yùn)作原理是執(zhí)行儲(chǔ)存“程序”里的一系列指令。程序以一系列數(shù)字的形式存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。指令集架構(gòu)（InstructionSetArchitecture），又稱指令集或指令集體系，是計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)中與程序設(shè)計(jì)有關(guān)的部分，包含了基本數(shù)據(jù)類型，指令集，寄存器，尋址模式，存儲(chǔ)體系，中斷，異常處理以及外部I/O。指令集架構(gòu)包含一系列的opcode即操作碼（機(jī)器語言），以及由特定處理器執(zhí)行的基本命令。簡(jiǎn)單地來說，指令集一般被整合在操作系統(tǒng)內(nèi)核最底層的硬件抽象層中，屬于計(jì)算機(jī)中硬件與軟件的接口，它向操作系統(tǒng)定義了CPU的基本功能。CPU按指令集的架構(gòu)區(qū)分，分為CISC（ComplexInstructionSetComputing，復(fù)雜指令集）型和RISC（ReducedInstructionSetComputing，精簡(jiǎn)指令集）型兩類。CISC的設(shè)計(jì)者希望通過直接在硬件中構(gòu)建復(fù)雜的指令從而使編程更方便、程序運(yùn)行速度更快，其架構(gòu)中每個(gè)指令可執(zhí)行若干低端操作，諸如從存儲(chǔ)器讀取、存儲(chǔ)、和計(jì)算操作，全部集于單一指令之中；與之相反，RISC架構(gòu)中只包含使用頻率高的少量簡(jiǎn)單指令，并提供一些必要的指令以支持操作系統(tǒng)和高級(jí)語言。國(guó)產(chǎn)服務(wù)器和處理器架構(gòu)全文共19頁，當(dāng)前為第5頁。CISC陣營(yíng)以Intel、AMD的X86架構(gòu)為代表，而RISC陣營(yíng)則包括ARM、MIPS、PowerPC等架構(gòu)；國(guó)產(chǎn)服務(wù)器和處理器架構(gòu)全文共19頁，當(dāng)前為第5頁。從硬件角度來講，CISC處理的是不等長(zhǎng)指令集，而RISC執(zhí)行的是等長(zhǎng)精簡(jiǎn)指令集，在并行處理方面RISC明顯優(yōu)于CISC。由于RISC執(zhí)行的是精簡(jiǎn)指令集，相比CISC在硬件層面需要更少的晶體管，所以它的硬件制造工藝更簡(jiǎn)單且成本更低廉。RISC型CPU與CISC的CPU在軟件和硬件上都不兼容，這是由指令集的特性而決定的。從性能角度來說，CISC與RISC并無絕對(duì)的孰優(yōu)孰劣之分。但在發(fā)展過程中，CISC陣營(yíng)的Intel和AMD在提升芯片性能上做出了持續(xù)的努力，芯片的功耗被放在了性能后的第二位；而RISC本身出現(xiàn)時(shí)間較CISC晚十年左右（ARM誕生于1985年，X86誕生于1978年），ARM、MIPS在創(chuàng)始初期缺乏與Intel產(chǎn)品對(duì)抗的實(shí)力，專注于以低功耗為前提的高性能芯片。RISC陣營(yíng)的PowerPC架構(gòu)最初是為個(gè)人計(jì)算機(jī)產(chǎn)品而設(shè)計(jì)，但其出現(xiàn)時(shí)已是1992年，此時(shí)Intel旗下的80386和80486占據(jù)了大部分PC市場(chǎng)。次年，Intel赫赫有名的奔騰系列發(fā)布并助力Intel占領(lǐng)了絕大部分PC市場(chǎng)，這是第五代基于CISC的X86架構(gòu)微處理器，Intel將其命名為“Pentium”。在整個(gè)1990年代中期，PowerPC處理器均達(dá)到或超過了最快的x86CPU的基準(zhǔn)測(cè)試成績(jī)。國(guó)產(chǎn)服務(wù)器和處理器架構(gòu)全文共19頁，當(dāng)前為第6頁。但由于PowerPC面向Windows、OS/2和Sun的客戶都存在應(yīng)用軟件極度缺乏的問題，所以最終并未在PC市場(chǎng)濺起水花。但其后Apple因?yàn)镻owerPC處理器的更高性能，在Macintosh個(gè)人電腦系列使用了PowerPC處理器。國(guó)產(chǎn)服務(wù)器和處理器架構(gòu)全文共19頁，當(dāng)前為第6頁。2005年，出于發(fā)熱量和能源消耗有關(guān)的考慮，Apple宣布不再在其AppleMacintosh計(jì)算機(jī)中使用PowerPC處理器，轉(zhuǎn)而支持Intel生產(chǎn)的處理器。此后PowerPC開始往超高性能服務(wù)器方向發(fā)展。CISC與RISC已逐步走向融合，兩方處理器互相借鑒互相優(yōu)化。例如，Intel公司的PentiumPro種內(nèi)含三個(gè)能夠把x86指令轉(zhuǎn)換成118位定長(zhǎng)的RISC風(fēng)格微操作的譯碼器。

1.3X86一統(tǒng)天下數(shù)十年國(guó)產(chǎn)服務(wù)器和處理器架構(gòu)全文共19頁，當(dāng)前為第7頁。X86泛指一系列英特爾公司用于開發(fā)處理器的指令集架構(gòu)。該系列較早期的處理器名稱是以數(shù)字來表示80X86，包括Intel8086、80186、80286、80386以及80486。由于以“86”作為結(jié)尾，因此其架構(gòu)被稱為“X86”。

國(guó)產(chǎn)服務(wù)器和處理器架構(gòu)全文共19頁，當(dāng)前為第7頁。X86在計(jì)算市場(chǎng)取勝的原因主要有以下四點(diǎn)：Intel與AMD競(jìng)爭(zhēng)不斷，造就高性能X86。Intel具有很強(qiáng)的研發(fā)實(shí)力，芯片性能一直處于行業(yè)領(lǐng)先。在20世紀(jì)70年代至21世紀(jì)初,廠商最看重的因素之一即為處理器的性能，而RISC本身出現(xiàn)時(shí)間較CISC晚十年左右，ARM、MIPS在創(chuàng)始初期缺乏與Intel產(chǎn)品對(duì)抗的實(shí)力，改以專注于以低功耗為前提的高性能芯片。同時(shí)IntelX86也很早開始借鑒RISC架構(gòu)優(yōu)勢(shì)，不斷技術(shù)革新，比如“Pentium”奔騰處理器就采用了超標(biāo)量架構(gòu)，即有一個(gè)處理簡(jiǎn)單和通用指令的管線。Intel最新產(chǎn)品十代酷睿桌面版CometLake-S系列處理器及400系芯片組中，最低配置的酷睿i3-10100四核處理器已經(jīng)達(dá)到3.6GHz基礎(chǔ)頻率，4.3GHz睿頻，全核4.1GHz。從單機(jī)性能上來講，Intel目前依舊處于強(qiáng)勢(shì)地位。國(guó)產(chǎn)服務(wù)器和處理器架構(gòu)全文共19頁，當(dāng)前為第8頁。Wintel聯(lián)盟建立四十余年，X86軟件生態(tài)完善。1981年，由于個(gè)人計(jì)算機(jī)市場(chǎng)不受IBM看重，IBM選取8088做個(gè)人計(jì)算機(jī)業(yè)務(wù)的CPU，并將操作系統(tǒng)外包給微軟，Wintel聯(lián)盟就此開始征程。國(guó)產(chǎn)服務(wù)器和處理器架構(gòu)全文共19頁，當(dāng)前為第8頁。在Wintel建立之初，微軟并沒有打算唯一地只支持Intel，早期，微軟操作系統(tǒng)有兩條業(yè)務(wù)線，一條專用支持X86架構(gòu)，另一條則支持考慮了操作系統(tǒng)的可移植性，可支持RISC架構(gòu)的計(jì)算機(jī)。但由于RISC處理器在PC端的份額遠(yuǎn)不及X86，微軟又取消了對(duì)部分RISC架構(gòu)的支持。后來，X86成為了個(gè)人電腦的標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)，也成為了歷來市場(chǎng)上最成功的CPU架構(gòu)。專注芯片架構(gòu)研發(fā)，不碰設(shè)備生態(tài)。就Intel來講，不與設(shè)備生產(chǎn)商、軟件開發(fā)者或者系統(tǒng)開發(fā)者成為利益競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系是一個(gè)十分重要的致勝因素。IBM和SUM大包大攬生產(chǎn)多種服務(wù)器設(shè)備，但其它設(shè)備生產(chǎn)商可能會(huì)基于不支持競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的角度不愿意選擇PowerPC和SPARC架構(gòu)，而選擇X86架構(gòu)。從成本、性能、生態(tài)三方面來講，X86都是早期數(shù)據(jù)中心的最優(yōu)選。從成本和性能角度來講，X86相比大型機(jī)與小型機(jī)，在RAS(Reliability,Availability,Serviceability)有所欠缺，但具有生態(tài)系統(tǒng)開放、兼容性高、價(jià)格便宜的優(yōu)勢(shì)。且由于分布式系統(tǒng)成熟，X86服務(wù)器集群的性能并無較大差距。大型機(jī)和小型機(jī)價(jià)格昂貴、體系封閉，一般只在部分要求零宕機(jī)的領(lǐng)域使用（如銀行業(yè)、電信業(yè)等）。國(guó)產(chǎn)服務(wù)器和處理器架構(gòu)全文共19頁，當(dāng)前為第9頁。從生態(tài)的角度來講，由于X86在市場(chǎng)上占有率高，相比其它架構(gòu)而言，X86有著獨(dú)一無二的軟件和硬件生態(tài)優(yōu)勢(shì)，故目前全球的數(shù)據(jù)中心大部分都是采用Intel的X86架構(gòu)服務(wù)器芯片，X86生態(tài)系統(tǒng)也愈發(fā)強(qiáng)大。國(guó)產(chǎn)服務(wù)器和處理器架構(gòu)全文共19頁，當(dāng)前為第9頁。根據(jù)DRAMeXchange調(diào)查顯示，服務(wù)器用CPU中，X86架構(gòu)CPU占整體服務(wù)器市場(chǎng)約96%。二、以ARM為代表的CISC架構(gòu)服務(wù)器有望異軍突起國(guó)產(chǎn)服務(wù)器和處理器架構(gòu)全文共19頁，當(dāng)前為第10頁。2.1ARM公司：全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體設(shè)計(jì)與軟件公司國(guó)產(chǎn)服務(wù)器和處理器架構(gòu)全文共19頁，當(dāng)前為第10頁。ARM架構(gòu)，從1983年開始由艾康電腦公司設(shè)計(jì)開發(fā)，最早為其命名為Acorn精簡(jiǎn)指令集機(jī)器(AcornRISCMachine)。1980年代晚期，蘋果電腦開始與艾康電腦合作開發(fā)新版的ARM核心，為了更好地支持這一重要項(xiàng)目，艾康電腦將設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)組成了一間名為安謀國(guó)際科技(AdvancedRISCMachinesLtd.)的新公司，基于此原因人們也常常將ARM稱作高級(jí)精簡(jiǎn)指令集機(jī)器(AdvancedRISCMachine)。但在2016年，安謀國(guó)際科技被日本軟銀集團(tuán)以3.3萬億日元（約合311億美元）收購，此后，ARM公司退出股市。

國(guó)產(chǎn)服務(wù)器和處理器架構(gòu)全文共19頁，當(dāng)前為第11頁。不同于Intel自主完成架構(gòu)、芯片設(shè)計(jì)和芯片制造，也不同于無工廠模式(Fabless)的AMD、NVIDIA自己完成架構(gòu)和芯片設(shè)計(jì)而將芯片制造工作交給代工廠完成，ARM公司本身并不靠自有的設(shè)計(jì)來制造或出售CPU，而是通過提供各種授權(quán)條款來獲得收益。

國(guó)產(chǎn)服務(wù)器和處理器架構(gòu)全文共19頁，當(dāng)前為第11頁。ARM公司一般有三種授權(quán)方式：指令集授權(quán)、內(nèi)核授權(quán)和使用權(quán)授權(quán)。指令集授權(quán)是ARM公司提供的最大限度的授權(quán)，其產(chǎn)品形式為ARMv系列（即ARM架構(gòu)）。被授權(quán)方可以對(duì)ARM公司的指令集進(jìn)行擴(kuò)展或縮減，從而得到其自己的指令集架構(gòu)。蘋果公司就取得了這種授權(quán)。例如，iphone11/11pro/11proMax等機(jī)型上搭載的AppleA13芯片，其微架構(gòu)就是基于ARMv8.3-A指令集架構(gòu)自主研發(fā)。此外，華為、長(zhǎng)城、高通、三星等公司也取得了ARM的指令集授權(quán)。國(guó)產(chǎn)服務(wù)器和處理器架構(gòu)全文共19頁，當(dāng)前為第12頁。內(nèi)核授權(quán)的產(chǎn)品主要是指ARM公司提供的一系列微架構(gòu)，目前主要是ARMcortex系列。被授權(quán)方可以在內(nèi)核基礎(chǔ)上對(duì)緩存、I/O等設(shè)計(jì)進(jìn)行修改。這是ARM公司提供的最廣泛的授權(quán)方式。ARM是廣為人知最昂貴的CPU內(nèi)核之一。取得這種授權(quán)的公司包括高通、三星、華為、德州儀器(TI)、博通、飛思卡爾、富士通以及Calxeda等等。國(guó)產(chǎn)服務(wù)器和處理器架構(gòu)全文共19頁，當(dāng)前為第12頁。使用權(quán)授權(quán)的產(chǎn)品則是指ARM已經(jīng)設(shè)計(jì)好的CPU/GPU。被授權(quán)人可以使用ARM設(shè)計(jì)好的CPU/GPU。在這一種授權(quán)中，被授權(quán)人可自由發(fā)揮的空間非常小。

2.2ARM架構(gòu)已被廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域ARM公司的商業(yè)發(fā)展極其迅速，主要有以下幾點(diǎn)原因：發(fā)展早期避開Intel鋒芒，專注低功耗領(lǐng)域。ARM公司發(fā)展之初也在個(gè)人計(jì)算機(jī)領(lǐng)域做出了努力，但后來發(fā)現(xiàn)其產(chǎn)品與Intel的新品無法競(jìng)爭(zhēng)之后，迅速轉(zhuǎn)換路徑投入了以低功耗為前提的高性能芯片的研發(fā)。早期清晰的發(fā)展路線也為ARM之后抓住智能手機(jī)爆發(fā)機(jī)遇做好了鋪墊。國(guó)產(chǎn)服務(wù)器和處理器架構(gòu)全文共19頁，當(dāng)前為第13頁。授權(quán)策略正確，內(nèi)核授權(quán)價(jià)格低，廠商間競(jìng)爭(zhēng)激烈。1991年ARM公司就開始了授權(quán)模式。MIPS的定價(jià)策略是內(nèi)核授權(quán)很貴，而架構(gòu)授權(quán)很便宜，且對(duì)指令集擴(kuò)展不受限制；而ARM的定價(jià)策略是架構(gòu)授權(quán)非常昂貴而內(nèi)核授權(quán)很便宜，且廠商需要修改設(shè)計(jì)需要繼續(xù)付大量的費(fèi)用。國(guó)產(chǎn)服務(wù)器和處理器架構(gòu)全文共19頁，當(dāng)前為第13頁。從實(shí)踐結(jié)果來看，ARM的授權(quán)策略優(yōu)于MIPS。MIPS便宜的架構(gòu)授權(quán)吸引了一批有能力通過指令集開發(fā)CPU的廠商，但由于允許廠商自行修改指令集，導(dǎo)致生態(tài)碎片化且互相不兼容，也極大影響了開發(fā)者和使用者的熱情；而ARM的授權(quán)模式對(duì)無能力通過指令集開發(fā)CPU的廠商十分友好，這些廠商能通過購買內(nèi)核授權(quán)來快速推出CPU產(chǎn)品，甚至有研發(fā)能力的公司也愿意使用現(xiàn)成的ARM內(nèi)核來集成CPU，從而大幅度降低產(chǎn)品開發(fā)成本和縮短開發(fā)周期。ARM的商業(yè)模式也使得進(jìn)入廠商多，激烈的競(jìng)爭(zhēng)使得ARM產(chǎn)品價(jià)格不斷下降，生態(tài)日趨完善。完善的生態(tài)體系。ARM完善的硬軟件生態(tài)使得設(shè)備廠商、開發(fā)者和使用者都充滿信心。ARM架構(gòu)的應(yīng)用領(lǐng)域已十分廣泛。據(jù)2011年ARM的客戶報(bào)告統(tǒng)計(jì)，79億ARM處理器出貨量，占有95%的智能手機(jī)、90%的硬盤驅(qū)動(dòng)器、40%的數(shù)字電視和機(jī)上盒、15%的微控制器、和20%的移動(dòng)電腦。十年來，ARM市場(chǎng)格局變化不大。截止到2017年，已經(jīng)生產(chǎn)的ARM架構(gòu)的處理器超過1000億個(gè)，是應(yīng)用最廣泛的指令集架構(gòu)，也是產(chǎn)量最大的指令集架構(gòu)。國(guó)產(chǎn)服務(wù)器和處理器架構(gòu)全文共19頁，當(dāng)前為第14頁。由于ARM在成本、功耗和散熱上的優(yōu)勢(shì)，它對(duì)于便攜式電池供電的設(shè)備（包括智能手機(jī)、便攜式計(jì)算機(jī)和平板電腦以及其他嵌入式系統(tǒng)）來說十分理想。同時(shí)對(duì)于消耗大量電力的超級(jí)計(jì)算機(jī)與云計(jì)算數(shù)據(jù)中心，ARM也是一種節(jié)能的優(yōu)秀解決方案。目前，ARM處理器可以在很多消費(fèi)性電子產(chǎn)品上看到，從便攜式設(shè)備（PDA、移動(dòng)電話、多媒體播放器、掌上型電子游戲和計(jì)算機(jī)）到電腦外設(shè)（硬盤、桌面型路由器），甚至在導(dǎo)彈的彈載計(jì)算機(jī)等軍用設(shè)施中都有它的存在。在此之外，還有一些基于ARM設(shè)計(jì)的衍生產(chǎn)品，包括Marvell的XScale架構(gòu)和德州儀器的OMAP系列。國(guó)產(chǎn)服務(wù)器和處理器架構(gòu)全文共19頁，當(dāng)前為第14頁。國(guó)產(chǎn)服務(wù)器和處理器架構(gòu)全文共19頁，當(dāng)前為第15頁。2016年，日本富士通宣布了研發(fā)接替“京”的“Post-K”超級(jí)計(jì)算機(jī)?！癙ost-K”超級(jí)計(jì)算機(jī)采用富士通與ARM公司共同開發(fā)的ARM處理器A64FX。富士通稱，他們目標(biāo)是“創(chuàng)造出世界上最高性能的超級(jí)計(jì)算機(jī)”，“其應(yīng)用執(zhí)行性能是京超級(jí)計(jì)算機(jī)的100倍”。如果此應(yīng)用執(zhí)行速度實(shí)現(xiàn)，那么Post-K超算將進(jìn)入百億億次級(jí)別（exascale），1exaflops表示每秒10^18次浮點(diǎn)運(yùn)算。

國(guó)產(chǎn)服務(wù)器和處理器架構(gòu)全文共19頁，當(dāng)前為第15頁。2.3ARM在服務(wù)器領(lǐng)域的嘗試從2008年開始，ARM公司開始醞釀進(jìn)軍ARM服務(wù)器芯片市場(chǎng)的計(jì)劃。此后，AMD、三星、AWS、高通、Calxeda以及Marvell等多個(gè)公司相繼開發(fā)了ARM架構(gòu)服務(wù)器芯片。但除AWS以外，其余公司的ARM服務(wù)器芯片均未在市場(chǎng)上有持續(xù)表現(xiàn)。國(guó)產(chǎn)服務(wù)器和處理器架構(gòu)全文共19頁，當(dāng)前為第16頁。AWS推出基于ARM架構(gòu)的云計(jì)算服務(wù)。AWS在2018年正式對(duì)外發(fā)布了基于ARM架構(gòu)的云服務(wù)器芯片Graviton及基于該芯片提供的EC2A1虛擬服務(wù)器和云服務(wù)，并表示此芯片對(duì)部分工作負(fù)載能耗可降低45%。在2019年12月的AWSre:Invent會(huì)議上，亞馬遜公布了新一代的ARM服務(wù)器芯片Graviton2。據(jù)介紹，AWSGraviton