過去幾年,中央處理器(CPU)的日子並不好過。這個曾經引領計算革命的標誌性芯片,隨着生成式人工智能的崛起而被英偉達的圖形處理器(GPU)推到了一邊。但如今,市場的注意力正在迴歸數據中心計算的主腦——CPU。與以往不同的是,這一次英特爾不再是唯一的焦點,甚至可能不是最大的贏家。
過去兩周,三家服務器CPU公司——英特爾、AMD和Arm Holdings——先後公布了財報。三家公司均表示,未來幾年的市場規模將超過他們此前的預期。
英特爾CEO陳立武(Lip-Bu Tan)在4月表示:「近幾個月來,我們已經看到明確的跡象,CPU正在重新確立自己作為AI時代不可或缺的基礎。這並非我們的一廂情願,而是來自客戶的反饋。」
Arm預測,到2030年服務器CPU市場規模將達到1000億美元。而上周AMD將其自己的預估上調了一倍,至1200億美元。去年,這三家公司數據中心業務的總營收為340億美元。
這樣的市場擴張對它們而言無疑是巨大利好,但放在更大背景下看:僅未來兩個季度,英偉達數據中心業務的預期營收就超過1500億美元。
在2022年ChatGPT發布之前,服務器很少需要GPU來處理高強度數學運算。裝滿昂貴GPU的服務器是多餘的,數據中心客戶主要購買CPU服務器來運行網站、數據庫、應用及其他傳統工作負載。一台典型服務器通常配置兩顆英特爾服務器CPU。
在2021年英特爾與英偉達的數據中心「雙雄對決」中,英特爾曾佔據70%的市場份額。但AI革命徹底改變了這一格局,到去年底,英特爾的份額已萎縮至7%。
然而,生成式AI熱潮進入第四年後,CPU正在迴歸。原因在於,AI工作負載正從數學密集型的大模型訓練,轉向運行這些模型的推理過程。2026年的重要轉折點是AI代理——能夠根據簡單的對話提示完成一系列複雜任務的軟件。如果預測成真,幾年後AI代理的數量將在企業網絡中超過人類。
AI代理消耗推理算力的速度是人類無法企及的。因此,今年上線的大批耗資數千億美元的數據中心,正是為了支撐這一趨勢。GPU仍將是主要的資本支出,因為AI需要大量的數學計算。
但AI代理是軟件,而軟件運行在CPU上。如果放在五年前,這無疑是一家公司——英特爾——的好消息。事實上,在2020年和2021年,新冠疫情封鎖推動了CPU服務器的需求爆發,英特爾在數據中心業務上迎來了最好的年份,兩年銷售額均達到260億美元。
如今的數據中心CPU市場要複雜得多。首先,英特爾的老對手AMD的服務器CPU越來越受歡迎,許多人認為其性能現在更勝一籌。在去年11月的投資者日上,AMD表示其市場份額已接近40%,並預計將繼續上升。
更大的競爭可能來自基於Arm CPU指令集的芯片。指令集是硬件與軟件通信的最底層基礎。支撐英特爾和AMD芯片的x86指令集長期以來在服務器領域佔據主導地位,但這一格局正在改變。
Arm首次涉足x86服務器領域是在2018年,當時亞馬遜雲服務(AWS)推出了Graviton CPU。AWS是最老牌、規模最大的雲服務商,這為行業定下了基調。Graviton目前已發展到第五代,連續三年,AWS新增CPU容量中超過一半來自Graviton。如今,另外兩大雲廠商——微軟Azure和谷歌雲——也在出租搭載自研Arm CPU的服務器。Arm服務器相較於x86的優勢在於能效,可以在同等規模的數據中心內實現更高計算密度。
蘋果用戶對Arm架構的能效有切身感受:自2020年起MacBook芯片便採用Arm設計,在速度和續航上輕鬆擊敗x86芯片。
今年,Arm更進一步,宣佈將自主銷售一款名為AGI CPU的服務器芯片,首次與其授權客戶展開競爭。該公司最近預測,到2031財年其芯片銷售額有望達到150億美元,並且本周表示短期需求是預期的兩倍。
數據中心向Arm架構CPU的另一個轉變來自加速服務器本身。最初,英偉達的AI服務器採用英特爾CPU來調度GPU中的數學計算。但到2023年,英偉達改用自研的Arm架構CPU,其他廠商也在跟進。谷歌最新的TPU加速服務器將搭載自研的Axion CPU,而Meta Platforms即將推出的定製AI加速服務器將由Arm AGI CPU驅動。得益於能效優勢,Arm正在成為這類數據中心工作負載的首選。
AMD給出的1200億美元預測可視為一個專業估算。但如果服務器CPU市場真能如此快速增長,競爭將異常激烈,英特爾、AMD和Arm三者未必都能成為贏家。