阿里平头哥发布首颗5nm通用服务器芯片！基于ARMv9架构，性能超业界标杆20%
大数据文摘出品
作者：Caleb
杀疯了！
10月19日凌晨，苹果刚刚拿出M1 Pro和M1 Max两款芯片，几个小时后刚开幕的云栖大会上，平头哥芯片家族就再添一员猛将——倚天710。
和2019年的AI推理芯片含光800不同，倚天710是一颗通用服务器CPU芯片，采用了业界最先进的5nm工艺，单芯片容纳高达600亿晶体管。
在芯片架构上，基于最新的ARMv9架构，内含128核CPU，主频最高达到3.2GHz。在内存和接口方面，集成了DDR5、PCIE5.0等技术，能有效提升芯片的传输速率，还可适配云的不同应用场景。
官方介绍表示，该芯片是业界性能最强的ARM服务器芯片，性能超过业界标杆20%，能效比提升50%以上。
阿里云智能总裁、达摩院院长张建锋表示：“基于阿里云‘一云多芯’和‘做深基础’的商业策略，我们发布倚天710，希望满足客户多样性的计算需求，这款芯片不出售，主要是阿里云自用。我们将继续与英特尔、英伟达、AMD、ARM等合作伙伴保持密切合作，为客户提供更多选择。”
接下来，我们就更细致地看看这款倚天710。
第一颗采用5nm工艺的服务器芯片
我们都知道，芯片内部是由大量晶体管组成的复杂电路，其中晶体管的栅极是最窄的线条，这个线条的宽度就代表了工艺的大小。工艺越小，单位面积所能容纳的晶体管就越多，芯片的性能就越强，但数值越低，对技术的要求也越高。
而倚天710是第一颗采用5nm工艺的服务器芯片，采用了5nm工艺，容纳了600亿晶体管。
为此，倚天710采用很多领先技术，比如ARMv9、DDR5、PCIe5.0等，这些技术都是刚刚诞生不久，在研发过程中也做了深度定制，同时也引入了自研技术。
平头哥从前端架构设计到后端物理实现都是自研，因此研发既面临着工艺和IP不成熟的困难，还要针对云场景的独特要求做定制化设计，技术上保障性能、功耗的均衡。
在前端设计方面，为解决核数众多条件下的带宽瓶颈，平头哥对于片上互联作出特殊优化，采用了新的流控算法，降低系统反压，有效提升了系统效率和扩展性，使单核高性能有效地转化为整个系统的高性能。
此外，通过新的系统地址到DRAM地址的转换机制，支持安全、非安全隔离、多NUMA、异常通道隔离多种特性，同时DRAM读写效率大幅度提升；
在后端物理实现方面，研究人员调度多达30种不同EDA软件、深度定制时钟网络和定制IP技术，此外平头哥还采用了先进的多芯片堆叠技术，确保芯片性能、功耗的优化。
从专用芯片走向通用芯片，倚天710的成功研发，也标志着平头哥具备大型复杂芯片的研发设计能力。
对此，Arm基础设施事业部全球副总裁邹挺表示：“平头哥在服务器处理器倚天710芯片的研发成果无疑是一项重大的里程碑，同时也验证了Arm IP在基础设施领域的产品路线图以及每瓦性能的优势。期待继续与平头哥和阿里巴巴在芯片设计、软件应用优化以及生态孵化方面开展进一步深入的合作。”
平头哥的自研芯片之路
平头哥于2018年成立，过去三年已推出多款业界领先的芯片类产品，平头哥表示，未来阿里还会继续坚持投入芯片的研发。
其实从过去也不难看出，平头哥的成功，都是有迹可循的。
2016 年，阿里投资软件定义网络（SDN）芯片公司Barefoot以及翱捷科技、寒武纪、中天微、恒玄科技等多家芯片公司。
2017年，阿里成立达摩院，组建了一支由半导体行业顶级专家组成的技术团队。
2018年，阿里全资收购大陆唯一拥有自主嵌入式CPU IP core的中天微。也正是在同一年的云栖大会上，达摩院芯片研发团队与中天微团队合并，平头哥半导体公司宣布成立。
2019年7月，平头哥发布当时业界性能最强的RISC-V处理器玄铁910。玄铁910的发布意味着基于RISC-V架构的高性能芯片成为可能，也让芯片设计的门槛进一步降低，并为终端提供算力基础设施。
同年的云栖大会上，平头哥发布阿里第一颗芯片含光800，这是一颗针对场景深度定制的芯片，创造了性能和能效比的两项第一。目前，含光800已规模化部署于阿里云，基于这颗自研芯片的阿里云为云上企业提供了差异化选择，目前已应用于搜索推荐、视频直播等场景。
随后便是在今年的云栖大会上，阿里推出首个通用服务器芯片倚天710，通用CPU的重要性和难度想必是不言而喻，哪怕是今天，具备这一技术能力的企业也寥寥可数。
在标准测试集SPECInt2017上，倚天710芯片的性能分数超过440，直接登顶芯片性能排行，甚至性能超过业界标杆20%，能效比提升50%以上。
据了解，此次发布的倚天710将在阿里云数据中心部署，并逐步服务云上企业。
随着倚天710的发布，平头哥已拥有处理器IP、AI芯片及通用芯片等产品家族。其中，玄铁系列为AIoT终端芯片提供高性价比IP，AI芯片含光800通过阿里云为人工智能场景提供极致AI算力，通用服务器芯片倚天710则通过阿里云为云上客户提供差异化的顶级算力。
同时，平头哥也表示，将开源玄铁RISC-V系列处理器。对此平头哥说到，对于正在上升期的RISC-V架构技术而言，只有更多的开发者和企业使用，才能共同推进生态进步，真正让这一技术在芯片和操作系统等软硬件层面实现繁荣，平头哥也会从中受益。
同时，玄铁RISC-V处理器系列开源，将持续提供技术和服务更新，帮助企业和开发者从开源中真正落地，走向商业成功，共同繁荣“云端一体”的AIoT生态。
阿里表示，希望能通过自研的强大技术平台和生态系统能力，推动国产自主芯片的产业化落地。
希望这一天不会等得太久。
