半导体多核封装、高时脉制程技术优化 ARM架构芯片扩展高效运算市场

AMD虽投入ARM架构服务器运算芯片开发，但后继转换策略方向淡出ARM架构服务器应用市场。AMD

ARM架构运算芯片虽早在工控应用展露头角，但近年在各种嵌入式应用、智能手机、物联网应用市场成为热门方案，不仅在用量与技术都获得巨幅成长，也开始有业者尝试将ARM架构导入服务器高效运算，虽各家方案仍无法全面取代服务器应用，但狭其低成本与低功耗优势，后续发展不容小觑...

ARM架构运算平台，一向都被设定于处理如工控、嵌入式应用之类用途，但随着巨量智能手机、智能平板运算需求整合，ARM架构运算芯片进阶运算能力逐渐崭露实力，甚至于原有低成本、高稳定、高弹性的半导体功能IP组构优势，让具高端运算需求开发目的应用市场受到关注，进而吸引多家业者先后投入ARM架构高效运算(High Performance Computing；HPC)需求产品，发展如云端服务或是数据中心的低价、高效益的功能性服务器产品。

封装技术与制程优化下  进军ARM架构服务器方案业者众

投入ARM架构服务器、服务器芯片开发的业者，大致花了三、五年发展旗下产品，相关应用产品部份已有投入商业销售，也有些业者出现终止开发或是淡出ARM架构服务器开发市场。

例如，nVidia原本在旗下第一个64位元Tegra K1嵌入式芯片应用领域、缺省规划将服务器高端应用纳入开发计划中，后来也因为产品定位调整为专注于高利基应用方向发展为主，逐步淡化ARM架构的服务器应用开发方向规划；另一原以开发ARM架构服务器应用的Calxeda新创团队，初期因开发成本过高、策略改变后来也以解散团队收场。

相较于经营企业运算、服务器进阶运算需求市场更久的x86解决方案，ARM服务器芯片应用在商用市场顶多才几年时间，改采ARM架构企业除会考量设备后续维护成本问题，在系统支持性与可在其基础之上的开发弹性增加更多导入障碍。

观察目前市场重点ARM服务器芯片或设备解决方案，其实可以发现ARM架构服务器已与x86架构规格有逐步拉近状况，而在运算平台之上的系统应用层需求开发，在各大企业纷纷以成本控制方向、转而寻求开源系统架构进行运算需求规划，成为ARM架构服务器切入市场的最佳机会。

ARM架构服务器解决方案  已有商用产品陆续推出

检视已投入商业应用的ARM架构服务器芯片状况，如HP采ARM架构处理器的ProLiant m400与m800服务器，其中m400采64位元架构的ARM处理器建置，产品为面向大型企业的服务器应用。

HP ProLiant m400服务器，为使用Applied Micro Circuits之X-Gene服务器芯片搭配Canonical的Ubuntu系统，相较一般常规x86机架式服务器，ProLiant m400的电力功耗优化、散热与设备空间占用优化等部分，可以减少35%的系统建置整体拥有成本，目前已有美国Sandia National Laboratories、Utah State University大型单位采购ARM架构服务器，作为处理高效运算或参与科学研究运算用途。

另ProLiant m800针对高速、低延迟网络系统优化的服务器方案，为采32位元ARM处理器，内建TI服务器芯片、搭配Ubuntu操作系统，目前为在线第三方支付业者PayPal在专案开发上应用。

若自ARM架构服务器运算芯片端检视，ARM架构整合的SoC服务器解决方案，则有机会较x86高效运算方案提供更多开发可能性，例如，AMD原本投注在Opteron A1100，即为针对服务器高效运算需求开发的方案，主要为应用于数据中心应用的ARM架构服务器应用市场，Opteron A1100系列产品采64位元Cortex-A57为基础，加上高效率网络、数据储存优化功能，与较x86架构更优异的能源效率，满足高效服务器的应用需求。A1100系列包含A1170、A1150、A1120等型号，自入门Web服务、高效能企业应用、企业储存、低端服务器等不相同需求提供对应解决方案。

ARM架构服务器解决方案  开源系统、虚拟平台支持

即使目前AMD已经开发重心转移，改朝向更具市场获利能力的方向调整，逐步淡出ARM服务器市场应用，但其Opteron A1100仍继承ARM架构处理器的低功耗优势，使得Opteron A1100系列在TDP配置上仅具32W功耗，如果对应在x86架构的8核心Xeon D-1500服务器专用处理器产生的TDP配置还需要耗用45W，ARM和x86处理器的节能效益高下立判。

而ARM架构服务器解决方案最大疑虑仍在对应的系统与开发资源扩展与限制问题，目前也有对应方案推出，如开源系统便有CentOS、Fedora、openSUSE、Red Hat与SUSE等多款Linux操作系统版本支持，若在虚拟化系统支持，目前有KVM、Xen等虚拟化平台方案。Opteron A1100系列分别有A1170、A1150、A1120等型号，其中最高端一款核心数为8核、时脉速度为2.0GHz，为专攻高效能企业运算应用，系统芯片运算TDP则在25？32W左右。

尤其近年云端应用与对应新创服务成为市场发展焦点，对于数据中心建置与其高效运算所需的服务器需求激增，除市场推力外，ARM架构服务器解决方案又能满足企业樽节开支的节流趋势，成为优化数据中心、企业高效服务器建置成本支出的新选项，吸引半导体业者、系统整合业者积极抢进ARM高效运算解决方案市场。

即便已有半导体厂、解决方案业者淡出ARM架构服务器市场，但在市场有需求前提下，整机系统商仍跃跃欲试，如服务器代工业者Wistron、Gigabyte即尝试投入ARM架构产品开发，而芯片方案如Qualcomm、TI均有开发对应解决方案，另如Huaxintong、Phytium、HiSilicon等业者也积极投入。

ARM架构服务器应用  持久战方能胜出

这波ARM架构服务器应用市场争夺战下，可以检视几个现有业者的竞合与优胜劣败市场状况，例如，较早发起ARM架构服务器应用研发的芯片业者，如Calxeda在后继无力下解散收场，nVidia、Samsung、AMD等大型芯片业者，碍于ARM服务器应用市场发展利基尚不显着、选择转换发展路线持续经营高利基产品，澹然选择淡出ARM架构服务器应用市场。

归纳ARM架构服务器芯片市场的输赢关键，总括几个重点，因为服务器高效运算毕竟是相对较保守应用市场，仅具备数年的ARM架构解决方案较难打入商用市场，初期进入市场的难度相对较高，相关业者必须将开发资源、资金做更长远的规划准备，才能在持久战下抢得ARM架构服务器应用的发展基础，如果在开发资金短缺状况下，碍于维持原有商业运转，多数ARM架构服务器芯片计划中止也多为资金短缺所导致。

另一重点在先进技术竞争实力，以ARM架构服务器解决方案，重点关注高效运算与节能优势重点技术，在ARM架构已将64位元架构列为标准，反而入门的32位元架构在发展利基就少许多，另在运算核心数的竞争，主流至少都有8核心以上，进阶甚至有多达16、24、48甚或54核心以上整合产品持续发展中，厂商若没有先进封装技术、芯片整合技术奥援，在ARM架构解决方案开发上也会因生产成本垫高、或技术差距而错失更多市场机会。

而在应用面部份，现有服务器为商业市场主流且含金量高的应用，仍以高效运算产品为大宗，这部分解决方案以往企业惯用x86方案满足其需求，反而ARM架构服务器解决方案的进入优势相对受限，但另一方面，ARM架构服务器解决方案受益于成本、低功耗等架构优势，对成本高度敏感的功能型服务器(如Web Cache、Proxy代理或Storage储存)应用，ARM架构服务器解决方案具备成本与低功耗优势，尤其后者在数据中心更可发挥整体成本优化效果，成为目前导入数据中心应用的一大重点。

至于x86架构方案并非能持续稳坐高效应用主流，即使ARM架构在发展高效运算市场受挫，而新一代采GPGPU先进技术架构芯片建构的低成本、高效能运算方案，相关研发与商用解决方案已初具成果，亦适合热门的存储器快取(Memory Cache)、大数据(Big Data)等进阶高效运算需求。

另一个发展ARM架构服务器应用的可能遭遇的市场竞争，也是源自x86架构处理器业者的奋力反扑，因为主导高效运算市场的x86产品为与低成本、低功耗ARM架构服务器芯片对抗，尝试将现有x86架构产品进行运行功耗优化，企图阻挡ARM架构服务器方案攻城掠地，例如，Intel即推出针对服务器、网络储存应用最佳化的Atom运算芯片方案，采接近ARM架构的低功耗、低成本表现，抢攻低价服务器应用市场。

甚至Intel还针对数据中心的大用户推出定制化芯片方案，如果x86阵营坚守服务器应用市场的策略奏效，这些市场变因都将成为直接影响ARM架构服务器应用后续扩展市场顺利与否的重要关键。