作者：Arm 云 AI 事業(yè)部產(chǎn)品解決方案副總裁 Dermot O’Driscoll

2025 年初，Arm 曾預(yù)測：Arm 架構(gòu)將占據(jù)近半數(shù) 2025 年出貨到頭部云服務(wù)提供商的算力。根據(jù)今年前三個(gè)季度的實(shí)際出貨數(shù)據(jù)，市場正向著這一預(yù)測目標(biāo)穩(wěn)步邁進(jìn)。這些搭載 Arm 架構(gòu)的服務(wù)器的意義遠(yuǎn)不止于一個(gè)統(tǒng)計(jì)數(shù)字，更重要的是它們構(gòu)成了融合型人工智能 (AI) 數(shù)據(jù)中心這一新型基礎(chǔ)設(shè)施的計(jì)算核心。從云原生服務(wù)到最具挑戰(zhàn)性的 AI 工作負(fù)載，超大規(guī)模云服務(wù)提供商正逐步將基于 Arm 的定制化計(jì)算作為標(biāo)準(zhǔn)路徑，以此實(shí)現(xiàn)性能、功耗與規(guī)模的平衡。

近期發(fā)布的 Amazon Graviton5 正是這一新模式的典范。作為該系列的第五代產(chǎn)品，Graviton5 凝結(jié)了 Arm 架構(gòu)多年積累的能效優(yōu)勢(shì)，專為現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心需求打造，適用于從高密度 AI 推理到橫向擴(kuò)展的云原生工作負(fù)載。Graviton 已連續(xù)三年在亞馬遜云科技 (AWS) 新增 CPU 算力部署中占比超半數(shù)；如今，在 Amazon EC2 排名前 1,000 的客戶中，已有 98% 在生產(chǎn)環(huán)境中采用 Graviton 系列處理器。

Graviton 也是 AWS 自研芯片戰(zhàn)略的關(guān)鍵一環(huán)，在全新推出的 Amazon Trainium3 UltraServers 中，AWS 三款定制芯片均部署于統(tǒng)一的計(jì)算底座中。在該架構(gòu)設(shè)計(jì)中，基于 Arm 架構(gòu)的 Amazon Graviton 和 Amazon Nitro 分別負(fù)責(zé)通用 CPU 計(jì)算及高性能網(wǎng)絡(luò)處理任務(wù)，為 Amazon Trainium3 UltraServers 提供核心技術(shù)支撐。

隨著 Arm 架構(gòu)正逐步成為驅(qū)動(dòng) AI 時(shí)代核心平臺(tái)的算力基石，Graviton5 的推出成為行業(yè)變革的又一例證。

Google Axion：搭載 Arm Neoverse 計(jì)算核心的 Axion 家族處理器現(xiàn)已提供更多的云實(shí)例配置項(xiàng)，為云和 AI 工作負(fù)載帶來前所未有的性能表現(xiàn)。

Microsoft Cobalt 100及全新發(fā)布的 Cobalt 200：這兩款處理器專為 Microsoft Azure 的 AI 優(yōu)化型數(shù)據(jù)中心的云原生工作負(fù)載打造，為微軟內(nèi)部服務(wù)及 Azure 客戶提供算力支持。

NVIDIA Grace Blackwell：將 Arm 架構(gòu)的 CPU 與 NVIDIA 的 AI 加速器相結(jié)合，打造出迄今最先進(jìn)的 AI 計(jì)算平臺(tái)。

全球領(lǐng)先的超大規(guī)模云服務(wù)提供商、芯片制造商及系統(tǒng)集成商，早已跨越對(duì)定制化計(jì)算的探索期，正將其納入自身基礎(chǔ)設(shè)施戰(zhàn)略核心。Arm 平臺(tái)正是實(shí)現(xiàn)這一產(chǎn)業(yè)融合趨勢(shì)的可靠技術(shù)基石。

融合型 AI 數(shù)據(jù)中心的崛起

綜合來看，這些平臺(tái)共同彰顯了數(shù)據(jù)中心的快速演進(jìn)。AI 正在打破基礎(chǔ)設(shè)施內(nèi)部的傳統(tǒng)邊界，將昔日由通用服務(wù)器與設(shè)備構(gòu)成的松散架構(gòu)，演變?yōu)橐惶赘叨日?、面?AI 優(yōu)化的環(huán)境，實(shí)現(xiàn)計(jì)算、加速、網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)存、存儲(chǔ)及軟件的協(xié)同設(shè)計(jì)與一體化運(yùn)行。

在融合型 AI 數(shù)據(jù)中心中，性能和能效的提升來源于全棧協(xié)同，而非某個(gè)單一組件。Arm 提供連接全棧各層的通用架構(gòu)，使云服務(wù)提供商在保持靈活性與效率的同時(shí)，能夠進(jìn)行全局優(yōu)化，以滿足現(xiàn)代大規(guī)模工作負(fù)載的嚴(yán)苛要求。

系統(tǒng)各層級(jí)對(duì) AI 性能的貢獻(xiàn)各不相同，而 Arm 架構(gòu)貫穿始終：

CPU 為 AI 系統(tǒng)提供控制平面，包括協(xié)調(diào)調(diào)度、數(shù)據(jù)遷移、內(nèi)存管理以及各類服務(wù)等，同時(shí)執(zhí)行關(guān)鍵模型邏輯，將詞元 (token) 轉(zhuǎn)化為有效操作。

加速器可在模型運(yùn)算最密集處提供高密度算力，助力訓(xùn)練與推理在數(shù)千個(gè)節(jié)點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)高效規(guī)?；渴?。

智能網(wǎng)卡 (SmartNIC)、DPU 及智能網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)可卸載包括安全防護(hù)、網(wǎng)絡(luò)連接和數(shù)據(jù)訪問在內(nèi)的關(guān)鍵服務(wù)，并進(jìn)行加速。不論是亞馬遜云科技的 Nitro、NVIDIA 的 BlueField，還是英特爾的 IPU，均可看出這些平臺(tái)正越來越多地采用 Arm 架構(gòu)芯片進(jìn)行構(gòu)建，確保數(shù)據(jù)在 AI 計(jì)算的每個(gè)環(huán)節(jié)之間安全高效地傳輸。

由此構(gòu)建的基礎(chǔ)設(shè)施全面提升了每瓦智能 (intelligence-per-watt) —— 單位能耗下能夠輸出的有效 AI 算力 —— 在保持軟件兼容性和生態(tài)系統(tǒng)一致性的前提下，進(jìn)一步加速創(chuàng)新進(jìn)程。得益于與 AWS、Google Cloud、Microsoft Azure 和 NVIDIA 等合作伙伴的深度協(xié)作，基于 Arm 架構(gòu)的定制化計(jì)算方案不僅勢(shì)頭漸勁，更進(jìn)入了加速發(fā)展階段。

Graviton5 與計(jì)算性能新拐點(diǎn)

Graviton5 配備 192 個(gè)核心，緩存容量較上一代提升五倍，針對(duì) AWS 客戶的核心負(fù)載場景，可實(shí)現(xiàn)高達(dá) 25% 的性能躍升。這一提升既彰顯了定制化設(shè)計(jì)的變革性成效，同時(shí)也重新定義了云計(jì)算的經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)性能增速超過功耗和成本的增幅時(shí)，行業(yè)格局便會(huì)被改寫，而 Arm 生態(tài)正引領(lǐng)這一關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點(diǎn)的到來。

這一發(fā)展勢(shì)頭早已突破了超大規(guī)模云服務(wù)的應(yīng)用范疇。如今，企業(yè)端正在將同樣的定制化設(shè)計(jì)原則應(yīng)用于 AI 推理、自動(dòng)駕駛、邊緣計(jì)算、智能網(wǎng)絡(luò)等多元化場景，而驅(qū)動(dòng)這些應(yīng)用場景的，正是同樣支撐著云服務(wù)的 Arm 架構(gòu)。

展望未來：打造普惠的計(jì)算基石

在 Arm 平臺(tái)上共筑未來的，不止是全球企業(yè)巨頭。借助 Arm 全面設(shè)計(jì) (Arm Total Design) 等生態(tài)項(xiàng)目，依托 Arm Neoverse 計(jì)算子系統(tǒng) (CSS) 平臺(tái)，Arm 正在賦能更廣泛的生態(tài)合作伙伴，以媲美超大規(guī)模云服務(wù)提供商的效率和速度來打造定制化芯片。同時(shí)，Arm 云遷移等項(xiàng)目也在為各種規(guī)模的企業(yè)降低 Arm 架構(gòu)計(jì)算平臺(tái)的部署門檻，助力其充分釋放性能和能效優(yōu)勢(shì)。

隨著定制化計(jì)算逐步贏得市場認(rèn)可，全行業(yè)正在積極擁抱這一趨勢(shì)。而 Arm 作為這一變革的核心計(jì)算平臺(tái)，正引領(lǐng)著未來的無限可能。