以下文章來源于國際電子商情 ，作者邵樂峰

中國信通院《數據中心白皮書2022》報告顯示，2021年全球數據中心市場規模超過679億美元，較2020年增長9.8%。預計2022年市場收入將達到746億美元，增速總體保持平穩。

受新基建、數字化轉型及數字中國遠景目標等國家政策促進及企業降本增效需求的驅動，我國數據中心業務收入持續高速增長。2021年，我國數據中心行業市場收入達到1500 億元左右，近三年年均復合增長率達到30.69%，隨著國內各地區、各行業數字化轉型的深入推進，中國數據中心市場收入將保持持續增長態勢。

為此，《國際電子商情》梳理了國內外數據中心行業，尤其是芯片頭部廠商們的最新動向，讀者們可以借此迅速了解數據中心行業正在發生的新變化與新趨勢。

一、重新爭奪云計算定義權

在本周結束的2022年阿里云峰會上，阿里云智能總裁張建鋒表示，阿里云今年最重要策略是“B2B”，也就是“Back to Basic”，回到云計算的本質，堅持在技術的長征路上，不斷取得新的突破。

他認為，云計算越來越接近進入下一個時代——全新的架構定義，全新的軟件界面，硬件加速。“雖然我們錯過了PC時代，但云這個時代大家起步是一樣的。現在是重新定義云的窗口期，如果定義好了，中國就可以在下一個技術時代有自己的一席之地。”

會上，阿里云發布了一款云數據中心專用處理器CIPU(Cloud infrastructure Processing Units)，將有望替代CPU成為云時代IDC的處理核心。

圖1、阿里云發布CIPU（圖源：阿里云）

為什么要有CIPU？

在張建鋒看來，過去十多年，云計算技術經歷了兩個發展階段：

第一階段是分布式和虛擬化技術替代了大型機，滿足了當時企業所需的算力規模；

第二階段出現了資源池化技術，把計算和存儲資源分離，再規模化編排和調度，提供了超大規模的計算和存儲資源池。

這兩個階段的演進的確推動了云計算發展，但張建鋒表示，它們都是通過軟件定義的方法，基于傳統的以CPU為中心的體系架構去做優化，已經觸及瓶頸。而近年來，云上客戶的需求發生了很大變化，數據密集型的計算越來越多，不斷地提高了對云計算提供的低時延、高帶寬的需求，這些需求很難通過傳統體系架構去滿足。

因此，新一代的云計算要從數據中心的內部做體系化創新，從以往的以CPU為中心的體系架構，進入以CIPU為中心的體系架構。

根據阿里云方面的描述，這將是一個全新的架構體系，從最底層的數據中心核心部件到最上層云原生軟件，是一套完整的自研技術體系。向下，CIPU接入物理的計算、存儲、網絡資源，快速云化并進行硬件加速；向上，CIPU接入飛天云操作系統，管控阿里云全球上百萬臺服務器。

中國工程院院士鄭緯民對此評論稱，CIPU概念的提出和落地，將使中國在爭取云計算的定義權中處于有利位置，改變了原本由西方技術制定的游戲規則，讓我國IT產業建立了全球領導力。

二、龍芯服務器處理器3C5000亮相

3C5000是龍芯面向通用計算、大型數據中心、云計算中心領域推出的服務器處理器，采用完全自主的LoongArch指令架構，16核心單芯片unixbench分值9500以上，雙精度計算能力達560GFlops，16核處理器峰值性能與典型ARM 64核處理器的峰值性能相當。

龍芯中科董事長胡偉武認為，隨著龍芯CPU性能的不斷提高以及龍芯基礎版操作系統的不斷完善，2022年起龍芯技術平臺的主要矛盾轉向了應用生態，龍芯基礎軟件工作的重點，也要從操作系統與硬件結合轉向操作系統與應用結合。今后，基于LoongArch的軟件生態明確三大發展方向：一是提供基礎版開源操作系統，二是通過高效二進制翻譯系統消除指令系統壁壘，實現廣泛兼容；三是形成自主編程語言和編程框架。

同時，為更好地實現提升兼容性，龍芯還推出了X86軟件兼容“三件套”，即龍芯辦公外設利舊通用解決方案、兼容IE的龍芯瀏覽器和dotnet生態建設。龍芯中科資深工程師曾露說，這是龍芯瞄準國產信息化建設的“堵點”的重要發力點，龍芯研發團隊將貫徹“3+10+X”的X86平臺應用兼容適配策略，其中，“3”指的是“三件套”，“10”指的是X86平臺最常見的10個重點應用，“X”指的是實現廣泛的X86兼容，從深度和廣度兩個方面共同推進龍芯生態的發展。

三、向云原生邁進的自研之路

云原生是當前的熱詞之一。Gartner預測，到2025 年，云原生平臺將成為95%以上新數字應用的基礎，而在2021 年這一比例只有不到40%。熱潮之下，越來越多的企業和開發者開始推動業務與技術的創新向云原生演進。

Ampere Computing日前就公開了自研內核的部分細節。這款被命名為AmpereOne的處理器基于5nm工藝制造，支持PCIe 5.0和DDR5，新產品已經開始送樣。

之所以選擇自研，Ampere方面給出的解釋是因為公司開發的產品是專門針對于云，而不是其他數據中心或者其他客戶的應用，因此只能從微架構開始一直向上自己研發產品，才能給客戶提供專門的定制化服務，才能滿足客戶對性能、能效、可擴展性提出的日趨嚴苛的需求。

圖2、Ampere產品規劃圖（圖源：Ampere Computing）

“從性能角度考慮，Ampere希望能夠進一步地優化微架構，來實現更高層級的性能。” Ampere Computing首席產品官Jeff Wittich說目前可供選擇的方法，包括持續增加內核數量；確保內核之間相互隔離，不會相互干擾；提供更低功耗，能夠滿足客戶創新需求的云服務器性能；通過使用自研內核，加快處理速度，提高效率等等。

盡管沒有透露更多新一代5nm處理器的細節，也沒有與Arm Neoverse內核性能進行公開比較，但已知的消息顯示，AmpereOne自研核不是基于Arm Neoverse V1或N2而研發的，不過仍以Arm ISA為基礎，并與Altra和Altra Max處理器互相兼容。未來五年內，產品路線圖會更富創新性，性能更高、功耗更低，并且為云端賦予更多獨特的功能。

四、AMD 3納米Zen 5在路上

AMD在其2022年金融分析師日上分享了新的核心路線圖，概述了其到2024年的預計架構和工藝節點增強。該路線圖包括基于Zen 4架構的5nm和4nm CPU，以及基于Zen 5架構的4nm和3nm處理器。

圖3、AMD產品規劃圖（圖源：AMD）

如上圖所示，Zen 4和Zen 5內核芯片都被分為三種類型：“Zen 4/ Zen 5”標準內核、配備3D V-Cache的內核、以及“Zen 4c/Zen 5c”密度優化內核。但AMD沒有詳細標注出CPU核心路線圖的具體年份，只是給出了從2019年到2024年底的一條時間軸線。

新的第四代AMD Infinity架構也特別值得關注。這種互連架構支持CXL 2.0、UCIe互聯標準，可以將小芯片(Chiplet)、內存和I/O芯片、甚至是GPU連接在一起，AMD正計劃將收購來的Xilinx IP以及來自第三方供應商的IP也納入其中。

除了不斷研發高性能產品之外，AMD也正在通過收并購來增強自身在數據中心市場的實力。繼大手筆收購Xilinx之后，日前，AMD還以約19億美元的價格收購了DPU芯片廠商Pensando，使得AMD在數據中心領域也擁有了“高性能CPU+GPU+FPGA+DPU”的完整布局，進一步增強了與英偉達和英特爾競爭的底氣。

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五、用液冷GPU打造綠色數據中心

將這一理念落地的，是英偉達。

日前，英偉達發布了率先采用直接芯片(Direct-to-Chip)冷卻技術的數據中心PCIe GPU，這在主流服務器GPU中尚屬首例。從目前的市場進展來看，一些系統制造商已經先行啟動使用計劃，下一步有望快速在更大規模的應用中落地。

圖4、液冷NVIDIA A100 PCIe GPU(圖源：NVIDIA)

Equinix是一家全球服務提供商，旗下管理的數據中心超過240個，他們正在驗證A100 80GB PCIe液冷GPU在數據中心的應用表現。在單獨的測試中，Equinix和英偉達均發現：采用液冷技術的數據中心工作負載可與風冷設施持平，同時消耗的能源減少了約 30%。英偉達估計，液冷數據中心的電源使用效率(PUE)可能達到1.15，遠低于風冷的PUE 1.6。據報道，2023年正式推出的HGX Grace和HGX Grace Hopper，也將推出風冷和液冷兩種版本。

從Data Bridge Market Research數據來看，預測到2026年，液冷數據中心市場規模將增長至1205億美元，與2018年14.3億美元相比翻了數十倍，年復合增長率高達30.45%。

英偉達2023財年第一季度財務報告顯示，其數據中心業務收入創下37.5億美元的紀錄，同比增長83%，環比增長15%，超過游戲成為英偉達增速最快的業務。這其中，Hopper GPU、Grace CPU和BlueField DPU構成的“組合體”，扮演著關鍵角色。

今年3月，英偉達發布了Hopper GPU架構，以及首款基于Hopper架構的GPU—NVIDIA H100；而在5月的COMPUTEX 2022上，NVIDIA則宣布從2023年上半年開始，將出現第一波由NVIDIA Grace CPU超級芯片和Grace Hopper超級芯片驅動的系統。

六、英特爾強化數據中心GPU

同樣是在5月，英特爾在“On產業創新峰會”上公布了在芯片、軟件和服務方面取得的多項進展。其中一項就包括用于訓練數據中心負載的英特爾Habana Gaudi2 AI處理器，據英特爾介紹，Gaudi2處理器的工作負載量幾乎是英偉達A100 80GB處理器的2倍。

此外，英特爾還公布了延續到2026年的IPU產品路線圖，其中包括基于全新FPGA和英特爾架構平臺的代號為Hot Springs Canyon的產品，Mount Morga（MMG）ASIC，以及下一代800GB產品。希望通過專用的IPU強化加速功能，滿足基礎設施計算需求，加碼未來數據中心。

向高性能數據中心GPU領域進軍，拓展獨立GPU的優勢，以此來滿足新興行業對于算力的需求，一直是英特爾的目標。為此，英特爾公布了代號為Arctic Sound-M(ATS-M)的GPU，這是英特爾在數據中心領域創新配備AV1硬件編碼器的獨立GPU，支持高質量轉碼并提供每秒150萬億次的運算性能。據悉，將于2022年第三季度發布的ATS-M已經獲得超過15款來自戴爾、Supermicro、思科、HPE、浪潮和新華三等合作伙伴的系統設計。

圖5、英特爾Arctic Sound-M數據中心GPU(圖源：英特爾)

在此次峰會上，英特爾還展示了基于內置高帶寬內存的代號為Sapphire Rapids英特爾處理器，以及代號為Ponte Vecchio的英特爾數據中心顯卡，該處理器與顯卡已經在為阿貢實驗室的極光超級計算機提供每秒超過兩百億億次的雙精度峰值計算性能。

七、結語

群雄逐鹿數據中心行業，說明以數字技術為核心驅動的第四次工業革命正在給人類生產生活帶來深刻變革，數據中心作為承載各類數字技術應用的物理底座，其產業賦能價值逐步凸顯，并正成為全球戰略競爭的新焦點。

審核編輯：符乾江