Arm是世界上最普及的處理器架構。你駕駛的汽車內很有可能裝了多個基於Arm的處理器，你攜帶的手機絕對也是如此。根據Mercury Research的數據，2022年第四季度里基於Arm的處理器占所有售出PC的13%。而伺服器市場則是Arm取得最顯著收益的地方，公共雲供應商在這方面處於領先地位。
筆者最近與Liftr Insights的首席執行官Tab Schadt談起Arm在公共雲市場的滲透情況。Liftr Insights對頂級公共雲供應商提供的實例類型進行了一些最全面的跟蹤。Schadt先生告訴我，基於Arm的公有雲產品在2022年的增長達到驚人的290%。此外，基於Arm的實例類型在2022年底增長到占公共雲產品的6%以上，高於年初的4.6%。這是個很重要的勢頭。
Arm業務
Arm控股公司（Arm Holdings, Ltd）控制著Arm架構，但該公司實際上並不銷售任何處理器。Arm公司其實是管理架構的發展，並將旗下技術授權給處理器供應商。Arm公司提供了各種許可模式。一些供應商將Arm的IP塊整合到他們的晶片中，而其他的一些供應商則是從頭開始實施Arm的架構，優化解決這個問題。
這可是一項利潤豐厚的業務。Arm控股公司在最近一個財政季度報告的總收入為7.46億美元，同比增長28%。其中大部分收入（即4.46億美元）來自市場上出貨產品的版稅，3億美元來自許可活動。Arm的授權業務同比增長了65%。其勢頭一時無兩。
私募股權公司軟銀集團擁有的Arm控股公司目前正計劃在今年晚些時候進行IPO（首次公開發行股票）。該IPO計劃是在Nvidia收購失敗後進行的，Nvidia收購在幾個國家的監管部門強烈反對下被取消。
Arm的伺服器之旅
Arm為了在伺服器市場上找到一席之地走過了一條漫長的道路，其中充滿了失敗的嘗試。最早的兩家基於Arm的伺服器處理器供應商Cavium和Calxeda出現時，都雄心勃勃懷著在通用伺服器中取代x86的宏偉願景。這兩家公司今天都不存在了，Cavium的智慧財產權則進了Marvell的產品。Marvell技術集團作為一家獨立公司運營十年後在2018年收購了Cavium。SeaMicro也是早期潛在的基於Arm的伺服器供應商，只是後來被Amd收購併迅速拋棄。
導致Arm緩慢升華為伺服器的原因有幾個。例如，在早期存在關於軟體兼容性和生態系統賦能方面的實際問題。用於Arm的伺服器軟體（包括應用程序和開發工具）直到最近才出現。企業IT團隊部署基於x86的伺服器已經二十多年了，Arm在這一塊從未作為過。
Arm在伺服器領域面臨的最實質性障礙根本不是技術問題。我最近與一個一級伺服器製造商的副總裁交談。這位高管非常坦率地解釋說，製造基於Arm的伺服器的問題是根本無法擴大市場。基於Arm的產品只是取代那些製造伺服器的商家現有產品。那麼為什麼要花錢去做這件事呢？這是個現實問題。
雲端Arm
公共雲服務提供商（CSPs）與傳統的伺服器OEMs的關注點不同。CSP（如亞馬遜網路服務（AWS））是向IT組織推銷一種可以提高效率的業務和運營模式。底層的伺服器技術雖然也很重要，但對於這些公司提供的便利和靈活性來說則是次要的。
CSP最關心的是運營效率。利潤的增減基於運營費用的說法是基本的會計學原理，但在超大規模的數據中心內，運營成本會迅速增加。一個超大規模數據中心最重要的運營費用是與電力和冷卻有關的費用。
例如，微軟公司的報告說，能源成本直接影響了旗下Azure雲業務的收入。微軟截至2022年12月的10-Q文件顯示，其Azure毛利率下降了約3個百分點，主要是由於能源成本上升導致的。
Arm處理器架構的不同之處在於該架構能夠以令人難以置信的高能效水平提供高性能。Arm的能效故事導致了該架構在嵌入式和智慧型手機市場的主導地位。能源效率也使得蘋果公司採用了自己設計的基於Arm的處理器取代旗下所有基於英特爾的產品。因此，能源效率也是Arm在雲計算領域的一個關鍵驅動力，也是不足為奇。
AWS Graviton
亞馬遜是第一家將基於Arm的處理器推向市場的公司，儘管亞馬遜只是將這些處理器賣給自己。AWS在2018年底推出了內部設計的基於Arm的處理器Graviton，此後該公司幾乎每年都會發布新一代的Graviton。AWS Graviton提供了三個方面的價值：成本、能源效率和適合雲原生應用的架構。
上面提到的能源效率是實打實的。例如，NEC公司在2022年中期發表的一項研究表明，在由AWS Graviton處理器驅動的實例上構建5G核心基礎設施比較類似的基於x86的處理器，功耗降低了72%。這種效率很可能對AWS的電力和冷卻費用產生巨大的影響；畢竟亞馬遜並沒有提起能源成本影響了旗下AWS的利潤。
CSP的採購成本是另一個關鍵驅動因素。基於Arm的處理器比英特爾和Advanced Micro Devices（AMD）提供的基於x86的同類產品更便宜。成本降低部分來自Arm處理器供應商沒有被大型競爭對手的臃腫成本結構所困擾。相反，減少的成本被轉給了CSP，CSP再將節省的成本轉給他們的客戶。
AWS通過設計和監督自己的Graviton處理器的製造而擁有一個幾乎理想的成本結構。垂直整合的處理器開發消除了本來要犧牲給處理器供應商的所有利潤。AWS面臨的挑戰從管理處理器的採購成本轉移到管理設計處理器的工程團隊的效率。毫無疑問，亞馬遜是複雜環境中的效率大師。
Graviton正在為亞馬遜帶來回報。根據Liftr Insights的最新數據，目前基於Graviton的實例占AWS提供的實例的近19%，比前一年增加了6%。
安培計算的崛起
在亞馬遜展示了旗下Graviton產品的成功，微軟Azure和Alphabet的谷歌雲團隊則在開發他們自己的基於Arm的競爭產品，一時間各種有模有樣的傳言滿天飛。後來，一家名為安培計算（Ampere Computing）的小矽晶片公司開始出貨提供基於Arm的伺服器處理器，這些傳言才消停了一些。
安培計算成立於2018年，很快出貨提供首個基於Arm的Ampere Altra和Altra Max處理器。安培計算的主要客戶是公有雲超大規模公司。還是參考Liftr Insights的數據，安培計算2020年時在公有雲中完全不存在，發展到今天占公有雲實例類型的近2%。
微軟Azure提供最多基於安培的實例類型，占基於安培實例的69%以上。阿里巴巴雲、谷歌雲、甲骨文雲服務和騰訊雲也在提供基於安培的實例類型。到目前為止，安培計算公司是唯一一家成功向伺服器市場提供基於Arm的處理器的廠商。
競爭環境
AWS Graviton和安培計算的Alta處理器的成功為更多競爭鋪平了道路。此外，Nvidia預計將在今年晚些時候出貨提供旗下首個基於Arm的Grace伺服器級處理器。雖然我預計Nvidia的Grace最初將用於Nvidia自己的DPU和其DGX深度學習產品，而在更廣泛的市場中存在太多的機會，Nvidia無法忽視。
來自本土產品的競爭也將加劇。例如，阿里巴巴已經宣布正在部署其內部設計的倚天710處理器，該處理器提供189個與Arm兼容的CPU核心。儘管一些提供商擁抱安培，但關於亞馬遜的一些最接近的競爭對手正在進行內部開發工作的猜測仍在繼續。
Arm進入伺服器領域的道路頗具諷刺意味，同時也為更多的替代架構鋪平了道路。公共雲生態系統採用Arm，這表明基於Arm的伺服器是可行的。IT組織已經調整了軟體和操作工具鏈，使之與處理器無關。因此，進入一個新的處理器架構（如RISC-V）的門檻就較低了。
RISC-V不需要支付專利費和許可費，因此可以從價值鏈中去除更多的利潤。另一方面，RISC-V不是由像Arm這樣的中央機構控制，所以幾乎不能保證不同的RISC-V部件之間的互操作性。
這並不能阻止市場的嘗試。Ventana微系統公司已經出現，Ventana計劃用旗下的Veyron處理器將RISC-V引入伺服器和嵌入式領域。對於RISC-V和Ventana來說，現在還是早期階段，但務必繼續關注這兩家。其價值主張十分強大，Ventana有合適的管理團隊來推動其實現目標。
分析師的看法
基於Arm的處理器提供真正的價值。這篇文章集中討論了Arm對超大規模公司的吸引力，大體上忽略了向IT終端客戶提供的引人注目的價值。AWS的Graviton、安培計算的Altra、甚至Nvidia的Grace為雲原生工作負載提供了一個幾乎理想的環境。
x86處理器並沒有離場的危險。英特爾和AMD共同控制著行業內幾乎所有的內部伺服器產品以及超過90%的可用公共雲實例類型。諸如Arm和RISC-V等替代架構的價值非常引人注目，這只會導致在公共雲和超大規模領域的更多採用。
真正的問題是，伺服器OEM廠商是否會將Arm納入他們的內部部署產品和即服務的產品。如果像我被告知的那樣，OEM廠商真的看不到市場擴張的機會，那麼也許OEM廠商會聽到客戶要求提供基於Arm的伺服器的聲音。今天幾乎每個企業都在關注ESG（環境、社會和公司治理（Environmental, Social, and Governance）的英文縮寫），基於Arm的伺服器將有助於緩解這些問題，同時悄悄地提供所需的性能。這麼一說還真是精彩。
