平頭哥造芯模式，正式跑通！

李根 魚(yú)羊 假裝發(fā)自 西溪
量子位 | 公眾號(hào) QbitAI

“生死看淡，不服就干”，平頭哥造芯模式，正式跑通。

2022云棲大會(huì)現(xiàn)場(chǎng)，新進(jìn)展再次由阿里云智能總裁張建鋒對(duì)外宣布。

倚天710已大規(guī)模應(yīng)用，成為中國(guó)首個(gè)云上大規(guī)模應(yīng)用的自研CPU。

在核心應(yīng)用場(chǎng)景中，算力性價(jià)比提升30%以上，單位算力功耗（耗電量）降低60%以上。

張建鋒還宣布，倚天710的部署規(guī)模還會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大，未來(lái)兩年20%的新增算力都將使用自研CPU。

更直白翻譯，就是以后阿里云的芯片部署中，每10顆CPU芯片里就有2顆自研CPU。

這個(gè)進(jìn)展和應(yīng)用，為何重要？

首先，大規(guī)模部署代表著芯片產(chǎn)品獲得了市場(chǎng)檢驗(yàn)，也意味著最難的生態(tài)一環(huán)達(dá)成閉環(huán)——雖然不如新硬件來(lái)的“刺激”，但意義和價(jià)值卻絲毫不遜于新品發(fā)布，甚至長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，量級(jí)簡(jiǎn)直不能相提并論。

其次，倚天710，作為一款基于Arm架構(gòu)的云端CPU，想要在x86占主導(dǎo)地位的全球云計(jì)算和服務(wù)器芯片生態(tài)中立足，更是難上加難，目標(biāo)十中有二更是Arm架構(gòu)在云端里程碑式的新突破。

最后，倚天710的大規(guī)模部署，不僅是中國(guó)首個(gè)自研CPU的應(yīng)用紀(jì)錄，還意味著誕生在造芯浪潮中的平頭哥模式干出來(lái)了！

縱觀半導(dǎo)體半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展史，檢驗(yàn)造芯模式的核心關(guān)鍵一以貫之：

• 造出來(lái)（設(shè)計(jì)和流片）

• 用得上（需求和性能）

• 用得好（功耗和成本）

• 離不開(kāi)（工具和生態(tài)）

而在倚天710的進(jìn)展中，這四大流程關(guān)鍵，平頭哥都（一口氣）完成了實(shí)踐證明。

唯一待解之謎，只剩下造芯模式的通關(guān)速度——

傳統(tǒng)IT時(shí)代的造芯公司和通用芯片，短則5~7年，長(zhǎng)則可能10年……

而平頭哥的倚天710，僅僅用了2年。

所以這種模式和速度背后，根本原因是什么？

是半導(dǎo)體領(lǐng)域也面臨世紀(jì)變革？

抑或一個(gè)時(shí)代果真有一個(gè)時(shí)代的造芯模式？

中國(guó)首個(gè)云端大規(guī)模應(yīng)用的自研CPU

倚天710，2021年云棲大會(huì)發(fā)布，是平頭哥造芯以來(lái)交出的首款通用型CPU。

單芯片600億晶體管、128核、主頻3.2GHz……首戰(zhàn)跑分就超出業(yè)內(nèi)標(biāo)桿20%，能效比提升50%以上。

主要用于云計(jì)算場(chǎng)景，基于Arm v9架構(gòu)，首發(fā)即刷新了Arm服務(wù)器芯片性能紀(jì)錄。

作為通用芯片，需要囊括接收、處理、運(yùn)算服務(wù)器計(jì)算機(jī)內(nèi)部所有信息，是業(yè)內(nèi)公認(rèn)的設(shè)計(jì)難度最高的芯片之一。

但芯片之難，最根本還不在于設(shè)計(jì)和制造，更關(guān)鍵的是落地和應(yīng)用：能夠真正讓更多人用得上、用得好，以強(qiáng)大的生態(tài)拱衛(wèi)壘砌起護(hù)城河。

于是一年之后，平頭哥交出重要答卷。

阿里云方面稱，經(jīng)過(guò)一年業(yè)務(wù)驗(yàn)證，倚天710已規(guī)模部署并對(duì)外提供服務(wù)。

具體到應(yīng)用場(chǎng)景中，在數(shù)據(jù)庫(kù)、大數(shù)據(jù)、視頻編解碼、AI推理等核心場(chǎng)景中的性價(jià)比提升30%以上，單位算力功耗（耗電量）降低60%以上。

這種應(yīng)用實(shí)例，有阿里內(nèi)部的新業(yè)務(wù)，也有外部客戶：比如研究機(jī)構(gòu)，智能手機(jī)企業(yè)，還有知名互聯(lián)網(wǎng)公司。

主打數(shù)據(jù)智能SaaS工具生態(tài)的匯量科技就表示，在廣告推理中使用倚天710實(shí)例后，不僅有效提升了CPU處理能力和網(wǎng)絡(luò)帶寬，成本對(duì)比傳統(tǒng)實(shí)例也降低15-20%，綜合性價(jià)比提升40%以上。

而阿里集團(tuán)內(nèi)部，倚天710則開(kāi)始支持最核心的電商業(yè)務(wù)，并且成功在雙11等峰值流量大考中，經(jīng)受住了實(shí)戰(zhàn)檢驗(yàn)。

這種應(yīng)用和反饋，意外嗎？不算意外。

畢竟性能和參數(shù)，從設(shè)計(jì)和成功流片之后，就決定了跑分成績(jī)。

但一款A(yù)rm云端CPU能夠快速應(yīng)用于不同場(chǎng)景和服務(wù)，適配不同領(lǐng)域的軟件和應(yīng)用，純靠硬件之力，辦不到。

阿里云方面解釋，這背后離不開(kāi)倚天710、飛天操作系統(tǒng)和CIPU融合，首次實(shí)現(xiàn)了芯片、計(jì)算架構(gòu)及操作系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化。

而且從造芯啟動(dòng)開(kāi)始，算法、軟件和生態(tài)工具的相關(guān)工作也早已啟動(dòng)，作用到倚天710大規(guī)模部署中，實(shí)現(xiàn)了全應(yīng)用生態(tài)的適配，甚至0代碼修改即可完成主流業(yè)務(wù)遷移。

所以對(duì)于平頭哥造芯，軟件定義硬件、需求定義供給，都是已經(jīng)驗(yàn)證過(guò)的定理。但全局思維下的以終為始，把生態(tài)和應(yīng)用納入到造芯流程中，卻是新角度、新方法。

這是對(duì)傳統(tǒng)芯片研發(fā)模式的根本性變革，也暗含云原生映射的時(shí)代趨勢(shì)，更能解釋平頭哥造芯的模式和速度。

倚天710的成功、平頭哥模式的跑通，是云計(jì)算定義硬件的成功，是云計(jì)算重塑芯片甚至整個(gè)IT硬件體系的證明。

更代表著——IT時(shí)代全新的造芯模式開(kāi)啟。

一個(gè)時(shí)代有一個(gè)時(shí)代的造芯模式

阿里入局造芯，平頭哥不服就干。

氣勢(shì)、速度和交貨，三位一體。

2018年9月，整合中天微和達(dá)摩院成立旗下芯片公司后，平頭哥半導(dǎo)體正式推出，放話“生死看淡”。

僅僅1年，首款處理器產(chǎn)品玄鐵910對(duì)外發(fā)布，創(chuàng)造RISC-V開(kāi)源陣營(yíng)里的最快紀(jì)錄。

又過(guò)1年，還在云棲大會(huì)，首款A(yù)I專用芯片含光800，一劍霜寒十四州，首發(fā)特定場(chǎng)景性能就40倍于同領(lǐng)域標(biāo)桿英偉達(dá)P4。

到了2021年，依然是云棲，倚天710以阿里首款為云而生的通用CPU震動(dòng)業(yè)內(nèi)，性能跑分領(lǐng)先，能效比更是領(lǐng)跑……

加上今年披露的落地部署和應(yīng)用進(jìn)展，用產(chǎn)品回應(yīng)質(zhì)疑，用進(jìn)展證明模式和實(shí)力。

整個(gè)進(jìn)程中，平頭哥造芯模式的速度秘訣，也在摸象中逐步清晰。核心歸結(jié)起來(lái)其實(shí)就3點(diǎn)。

第一，造得快，因?yàn)樾枨笄逦?/p>

傳統(tǒng)半導(dǎo)體廠商造芯，先調(diào)研客戶、再收集需求、接著內(nèi)部收斂聚焦，然后才能進(jìn)入定義和芯片設(shè)計(jì)……過(guò)程中免不了技術(shù)、產(chǎn)品和工程的拉鋸平衡，于是造芯周期光在前期規(guī)劃就會(huì)無(wú)限拉長(zhǎng)。

平頭哥之所以不同，是因?yàn)榘⒗镌圃诳蛻舴?wù)、需求和算力產(chǎn)品定義上，積累已非一日，設(shè)計(jì)規(guī)劃周期，可以大大縮短。

第二，造得好，源自任務(wù)明確。

一方面，通過(guò)需求定義供給。什么樣的任務(wù)，需要芯片提供什么樣的能力……傳統(tǒng)造芯，先把性能按照天花板設(shè)計(jì)，再在部署應(yīng)用中想辦法適配和榨干，芯片之于應(yīng)用是參考答案。而需求定義供給，則可以抓住主要任務(wù)和矛盾，芯片即解答。

另一方面，軟件定義硬件。芯片作為計(jì)算任務(wù)的解法集成，以前是先有硬件再配算法，但從AI為主的專用需求開(kāi)始，最高效的解法早已變成了軟硬一體化方案，甚至為了算法和軟件去定制芯片硬件。

這種源頭起點(diǎn)上的變革，芯片的性能、功耗、應(yīng)用落地，自然不會(huì)差。

第三，用得上且用得好，因?yàn)槁涞貓?chǎng)景清晰。

平頭哥造芯，從一開(kāi)始就與阿里云緊密協(xié)同，阿里云是集團(tuán)同事、客戶、也是落地場(chǎng)景，在阿里生態(tài)內(nèi)，就能完成芯片的全流程。

芯片的流程，之前最受關(guān)注的是設(shè)計(jì)和流片，但這其實(shí)只是開(kāi)始。

流片之后需要壓測(cè)，驗(yàn)證穩(wěn)定性，然后小批量交付客戶開(kāi)發(fā)利用反饋，進(jìn)行功能性測(cè)試，如果有問(wèn)題還得重新設(shè)計(jì)、改版，再走一遍周期，這也是為什么一款芯片在流片成功之后，依然需要一年半載才能驗(yàn)證應(yīng)用價(jià)值的內(nèi)在原因。

但平頭哥不同，在阿里集團(tuán)內(nèi)部，在阿里云的體系協(xié)同下，各種壓測(cè)、場(chǎng)景和應(yīng)用反饋，基本是完整全鏈路的。

比如倚天710，去年8月點(diǎn)亮成功，云棲大會(huì)官宣發(fā)布，緊接著雙11就開(kāi)啟了峰值極限下的穩(wěn)定性壓測(cè)……以往傳統(tǒng)芯片公司用時(shí)一年半載才能完成的流程，阿里幾個(gè)月就走完了，一款芯片的成熟周期，被大大縮短。

所以平頭哥造芯，自然是攻堅(jiān)科技產(chǎn)業(yè)中最基礎(chǔ)又最關(guān)鍵的一環(huán)，但從一開(kāi)始就并非為造而造，或者因?yàn)闊岢倍霭l(fā)。

平頭哥半導(dǎo)體的價(jià)值，或許要放在整個(gè)阿里的算力攻堅(jiān)進(jìn)程中，才能透過(guò)局部看整體，透過(guò)現(xiàn)象看清本質(zhì)。

阿里云的發(fā)展史，關(guān)于開(kāi)創(chuàng)者們的往事記述很多，而且傳奇性和喜劇感十足，早已深入人心。

但從算力技術(shù)主線和維度，可以倒推歸結(jié)為4個(gè)階段。

第一個(gè)階段，用分布式技術(shù)解決算力瓶頸。

在全球互聯(lián)網(wǎng)流量大爆發(fā)之前，企業(yè)算力的核心載體是小型機(jī)，通過(guò)線下自建或租用服務(wù)器的方式解決算力問(wèn)題，但對(duì)于身處消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)方向上的企業(yè)而言，這種模式顯然越來(lái)越難以為繼。

阿里的算力攻堅(jiān)，以及阿里云計(jì)算的肇始，就是基于這樣的背景。

2007年，為了應(yīng)對(duì)指數(shù)級(jí)擴(kuò)張的淘寶流量，阿里開(kāi)始從業(yè)務(wù)底層的IOE（IBM小型機(jī)、Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)、EMC存儲(chǔ)）尋求根本性解法，即后來(lái)的基于云計(jì)算搭建全新技術(shù)架構(gòu)，打破“擴(kuò)大采購(gòu)規(guī)模”的線性局限。

其后進(jìn)一步為這套底層技術(shù)和上層業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)操作系統(tǒng)，在2009年正式啟動(dòng)了飛天，阿里云也由此正式成立，沒(méi)想到日后會(huì)成為中國(guó)企業(yè)自研云計(jì)算的開(kāi)端。

飛天云操作系統(tǒng)的本質(zhì)，是要用分布式架構(gòu)替換中心化架構(gòu)，可以讓全世界服務(wù)器實(shí)現(xiàn)連接，既能快速應(yīng)對(duì)突增的流量，還能讓計(jì)算資源真正像水電一樣即需即用。

所以“分布式架構(gòu)”和發(fā)展方向，就是算力攻堅(jiān)的核心第一仗，后面集群挑戰(zhàn)、故障運(yùn)維、并發(fā)應(yīng)對(duì)……都是正確方向之下的升級(jí)打怪。

結(jié)果則人人都感知到了。雙11購(gòu)物不再卡頓，12306春運(yùn)購(gòu)票也逐漸不再被吐槽……這都是阿里在分布式計(jì)算思想下開(kāi)花結(jié)果的功勞。

第二階段，從云計(jì)算需求和痛點(diǎn)，反向定義新硬件。

云計(jì)算的好處，一用即知，但虛擬化損耗的問(wèn)題卻一度成為頑疾。

所謂虛擬化損耗，就是云端調(diào)用線下服務(wù)器的進(jìn)程，本身就會(huì)吸走機(jī)器性能，造成算力浪費(fèi)。

業(yè)內(nèi)面對(duì)這一頑疾，往往采用更低成本的軟件優(yōu)化方法，但顯然治標(biāo)不治本，只能優(yōu)化，不能根治。

阿里云的方法是后來(lái)的神龍架構(gòu)，打造了一個(gè)專用硬件來(lái)負(fù)責(zé)芯片不擅長(zhǎng)的虛擬化調(diào)度工作，用軟硬件一體的思路真正做到了0損耗。

這讓阿里云一下子坐穩(wěn)了份額第一的位置，也帶來(lái)了更重要的開(kāi)始：算力攻堅(jiān)要向底層硬件、甚至芯片尋求解法。

軟硬一體化，軟件定義硬件，或者說(shuō)云計(jì)算定義新硬件的趨勢(shì)……在阿里云，以2017年9月第一代神龍架構(gòu)推出作為標(biāo)志性節(jié)點(diǎn)。

第三階段，造芯，重塑整個(gè)IT硬件體系。

也就是當(dāng)前所處的階段，以2017年達(dá)摩院成立，求解前沿芯片技術(shù)和2018年平頭哥半導(dǎo)體推出為標(biāo)志性事件，阿里云真正從“軟”到“硬”，從云端向下定義芯片。

當(dāng)然這種求解，有宏觀社會(huì)責(zé)任擔(dān)當(dāng)?shù)脑?，但在阿里云發(fā)展方向里，趨勢(shì)也早已再明顯不過(guò)。

一方面是去IOE體系之下的硬件進(jìn)一步變革需求。另一方面，作為云計(jì)算服務(wù)提供商，不碰芯片，不碰硬件，其實(shí)就無(wú)法真正做到性能、成本和體驗(yàn)的最優(yōu)解。

于是可以看到，除了自研芯片，阿里云還在服務(wù)器、交換機(jī)等硬件方面做了系統(tǒng)性革新，以芯片為起點(diǎn)，幾乎重塑了整個(gè)IT硬件體系。

上一階段的神龍架構(gòu)計(jì)算平臺(tái)，也在不斷升級(jí)，成為新物種：CIPU——向下可以對(duì)數(shù)據(jù)中心的計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)資源快速云化并進(jìn)行硬件加速，向上接入操作系統(tǒng)。

所以這就是終點(diǎn)了嗎？

從阿里云已經(jīng)交貨部署的成果來(lái)看，可以算是階段性終點(diǎn)了。

但如果放在算力攻堅(jiān)的終局審視，或許還有兩個(gè)更宏大的時(shí)代級(jí)問(wèn)題：

一是新型計(jì)算架構(gòu)。整個(gè)產(chǎn)業(yè)都到了突破傳統(tǒng)馮·諾依曼架構(gòu)存儲(chǔ)計(jì)算分離的性能瓶頸的關(guān)口，存算一體的新型大一統(tǒng)計(jì)算體系架構(gòu)，被越來(lái)越多提及。

二是新型顛覆式計(jì)算形態(tài)，比如量子計(jì)算。

有意思的是，這兩大時(shí)代級(jí)問(wèn)題，任何一個(gè)對(duì)于當(dāng)前算力格局的影響，可能都會(huì)是核彈級(jí)的。

總的說(shuō)來(lái)，只有如此全局式透視，以終點(diǎn)看起點(diǎn)和過(guò)程，才能更本質(zhì)地看清阿里造芯、平頭哥模式的歸、去、來(lái)。

這背后是一家公司對(duì)于科技需求和科技發(fā)展挑戰(zhàn)的逢山開(kāi)路，但同樣也是時(shí)代趨勢(shì)的具體映射和展現(xiàn)。

或許不用再贅述和論證了。

一個(gè)時(shí)代有一個(gè)時(shí)代的算力需求和挑戰(zhàn)，于是一個(gè)時(shí)代也就有一個(gè)時(shí)代的算力解決方案，進(jìn)而一個(gè)時(shí)代就會(huì)有一個(gè)時(shí)代的造芯模式。

平頭哥模式，就是代表算力發(fā)展方向的代表性模式。

如何評(píng)價(jià)「平頭哥模式」？

最后，芯片全流程work，整個(gè)模式跑通，也意味著平頭哥出發(fā)時(shí)被寄予的期望和質(zhì)疑，都到了可以重新評(píng)估的時(shí)候。

阿里造芯以來(lái)，噱頭、熱點(diǎn)和形象工程之說(shuō)，從未停止。

但隨著倚天710年度性交卷，成為中國(guó)首個(gè)云上大規(guī)模應(yīng)用的自研CPU，此論可休矣。

而且倚天710創(chuàng)造的紀(jì)錄、展現(xiàn)的效用、開(kāi)啟的范式，必將帶來(lái)造芯模式上更大的啟發(fā)和變革。

其次，過(guò)去幾年云計(jì)算相關(guān)的格局洗牌猜想，同樣也到了有理有據(jù)的結(jié)辯時(shí)刻。

過(guò)去的市場(chǎng)份額是阿里云一騎絕塵，因?yàn)槌霭l(fā)得早。接下來(lái)的格局也依然會(huì)是阿里云不可爭(zhēng)鋒，因?yàn)榛谛酒偷讓榆浻惨惑w架構(gòu)的壁壘，無(wú)人能比，短時(shí)間內(nèi)無(wú)人能及。

而且業(yè)內(nèi)業(yè)外，一種討論和新觀點(diǎn)也正在愈演愈烈：

新時(shí)代的科技競(jìng)速，本質(zhì)就是以算力為基建的競(jìng)速。

下層基建決定了上層生態(tài)。底層基建決定了發(fā)展速度。

或許完全強(qiáng)調(diào)算力的作用，太過(guò)絕對(duì)。但誰(shuí)也無(wú)法否認(rèn)的是，算力正在成為科技發(fā)展中最基礎(chǔ)也最重要的生產(chǎn)要素。

而對(duì)于阿里和阿里云來(lái)說(shuō)，過(guò)去的積累和沉淀，在當(dāng)前的時(shí)代級(jí)變革前顯得如此恰逢其時(shí)。

芯片、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)和上層應(yīng)用……擁有全棧完整自研軟硬件技術(shù)體系的云計(jì)算提供商，中國(guó)目前僅此一家。

這是阿里之幸，也是時(shí)代給予的機(jī)遇?？萍甲兏锏囊?guī)律，通常都是哪里有痛點(diǎn)需求，哪里就有解決方案和應(yīng)對(duì)之策。

但上一波科技浪潮涌動(dòng)之時(shí)，中國(guó)玩家沒(méi)能參與其中，基礎(chǔ)半導(dǎo)體的研發(fā)和定義，也完全處于跟隨狀態(tài)。

所以現(xiàn)在，終于終于有機(jī)會(huì)，可以在全新造芯范式下，從新起點(diǎn)出發(fā)，參與硬科技創(chuàng)新的研發(fā)和定義。

或許這一次，也真正有這樣有意思的機(jī)會(huì)——

源自中國(guó)文化里的兵器，比如玄鐵、含光、倚天、屠龍……被更多人追問(wèn)、了解和感嘆。