多年来，业界一直在问：“ARM架构能够在数据中心觅得一席之地吗？”
在数据中心需求增长的趋势下，核心芯片的角逐越演越烈。各方力量不留余力的推动自身数据中心的发展时，服务器作为数据中心最核心的硬件，其芯片也备受关注。

早期的服务器芯片，由RISC架构一统天下。后来随着，英特尔推出X86架构，逐渐挤压RISC处理器市场，在很长的一段时间内，AMD和英特尔都占据着服务器市场的主流，其中英特尔市场份额超过90%，AMD则吃掉剩下的部分。

多年来，业界一直在问：“ARM架构能够在数据中心觅得一席之地吗？”

早年的折戟
ARM架构进攻服务器市场并非易事。ARM阵营进入服务器芯片市场的谋划已有多年，早在2008年，ARM就开始酝酿服务器芯片计划，惠普、AMD、博通、高通等美国企业都曾发布过ARM架构的服务器芯片，但全都折戟。

Calxeda早已倒闭，Applied Micro后来将ARM架构服务器芯片业务卖掉，甚至连三星都在产品开发完成之前就终止了业务，从服务器领域溜之大吉。

当时，很多人将这些公司失败的原因归结于性能。认为ARM服务器芯片完全无法媲美x86竞品的性能。但是在2018年，高通推出了首款ARM的高效服务器芯片Centriq 2400，最低40核，最高48核，基于三星10nm工艺打造。使用的是自研FalkorCPU核心，三缓为60MB，旗舰级价格为1995刀。

当时高通号称，当运行SPECint_2006时，Centriq 2460性能比英特尔 Purley铂金8160高出7%，芯片性能数据非常出色。

尽管高通还请来了阿里、铿腾、安迈等巨头撑腰，但一阵吵吵嚷嚷之后，最后也只有一家表示DDOS防御平台从X86更换成了ARM。后来，高通宣布削减在“非核心”产品领域的支出，计划关闭服务器芯片部门，而高通一手操办服务器芯片的Anand Chandrasekher也离职了。

高通轰轰烈烈的ARM服务器芯片最终也以失败结尾。

从性能角度来看，高通当年推出的CPU不输当时的主流服务器芯片，但高通仍然失败了。

这其中，一部分原因在于高通想要削减在“非核心”产品领域的支出，从而减少了在新领域探索的力度，但更大一部分原因在于当时ARM服务器市场的生态尚未搭建成功。

直到2019年，ARM的Neoverse平台路线图的推出，其对服务器市场的渗透率开始有了实质提升。2020年苹果、微软相继宣布将发布基于ARM 的 PC 产品，华为鲲鹏、亚马逊、Facebook等纷纷布局基于 ARM 的自研服务器芯片，完善ARM架构生态。

随着全球最大云计算亚马逊在自己云计算的ARM架构CPU Graviton真正部署起来，并且占到自己数据中心绝对量的20%时，这才标志着ARM架构CPU在服务器行业上量的转折。

崛起的背后
根据TrendForce数据预测，随着云数据中心的采用逐渐增长，预计到2025年，ARM架构在数据中心服务器市场渗透率将达到22％。这个数据意味着基于ARM架构的服务器，将在未来3年实现翻倍增长，这也意味着ARM将带来不可逆的行业变化。

为什么曾经使得众多企业“折戟”的ARM服务器芯片，现在却开始崭露头角？

这需要从三个方面来看：

第一个方面，是服务器芯片的巨大市场。服务器的市场就非常庞大，知名研究公司IDC的数据显示，去年云计算基础设施的总支出为739亿美元，同比增长8.8%。彭博行业研究分析师曼迪普·辛格(Mandeep Singh)指出，仅数据中心处理器每年就能创造280亿美元的收入。

巨大的服务器市场，需要的是巨额的服务器芯片。而在这个高端计算市场，单颗芯片的售价高达数千美元。以高通为例，目前，高通提供的手机芯片通常定价在几十美元。相比之下，最高端的服务器处理器每颗芯片的价格超过1万美元。这就是服务器芯片能够带来的巨额利润，在这种情况下，类似高通的芯片厂商也希望能够在服务器市场中分上一杯羹。

第二个方面，是ARM产品的最强优势——低功耗。在数据中心领域，功耗早就成为了一个重要的问题，随着服务器群的扩展，每个大服务器群都将消耗惊人的电量。众所周知，ARM架构正是凭借其低功耗的优势，占领了手机领域的市场。

现在，凭借这一优势，ARM同样打入了云服务器厂商中。许多AWS的客户表示，与现有英特尔、AMD的服务器CPU相比，他们租用基于ARM架构的Graviton芯片节省了10%~40%的计算成本。

正因如此，ARM服务器芯片最先落地的领域就在云服务器厂商。对这些云计算厂商来说，能够节省巨额的功耗，就能带来不少的收益。

第三方面，是曾经被诟病的性能。虽然，在过去的一段时间内，ARM架构处理器性能没有x86架构处理器性能强，甚至业内一度认为X86架构芯片能够轻而易举的阻挡ARM架构芯片。但是，现在ARM架构处理器的性能已经赶上甚至超越X86架构处理器。

ARM单核的面积仅为 X86 核的 1/7，同样芯片尺寸下可以继承更多核心数。通过“堆核”的方式，使得ARM架构处理器在性能快速提升下，也能保持较低的功耗。根据Ampere给出的数据，其CPU的性能超越传统x86处理器3倍，性能功耗比领先近4倍。与 x86 服务器CPU相比，Ampere Altra 系列可用50%的能耗，提供200%的性能。

ARM奔向战场
近年来，ARM架构的的兴起下，许多巨头纷纷开始自研ARM架构的服务器芯片，包括国外的亚马逊、谷歌甚至微软，国内的腾讯、阿里巴巴、华为等等都积极参与其中。

曾经失败的高通似乎也在尝试再次进军服务器芯片市场，去年收购了芯片创业公司Nuvia，而Nuvia创立的目标是打造高性能的ARM服务器芯片。

ARM的服务器芯片有三大目标市场即云计算、HPC和边缘计算。

云计算阵营
在云计算领域上，ARM可以说已经取得了相对领先的成功。亚马逊云、甲骨文云、Azure和阿里云等巨头纷纷入局ARM云主机市场。

腾讯云在2021年底发布了CVM 标准型SR1服务器，可用于各种类型和规模的企业级应用等。这款服务器吸引人的地方不在于其他配置，而是内置的ARM处理器——2.8GHz的Ampere Altra处理器。根据相关评测，SR1服务器的算力性价比超过了同等配置的S5（配置Intel至强Platinum 8255C CPU）服务器，最高有83%的性能提升。



去年，阿里旗下的平头哥发布自研云芯片倚天 710，它基于 ARM 架构，官方称之为 “全球性能领先的云原生处理芯片”，性能超过业界标杆 20%，能效比提升 50% 以上。

作为少数IT服务商转型而来的云厂商，华为云可以利用华为在服务器等硬件方面的优势，可以提供基于华为鲲鹏芯片的ARM实例，作为自研的ARM主机提供商，华为与亚马逊云和阿里云属于一类，一方面可以靠鲲鹏生态，一方面要靠华为服务行业的经验。

2021年，UCloud也推出了基于Ampere Altra处理器的主机，UCloud官方列出了与同等配置x86主机的价格差异，大致相差35％，应用场景方面，包括各类数据库系统、Redis集群、分布式开源存储方案，安卓相关的仿真测试和开发测试，云手机以及嵌入式开发等。

此前一直没有采用ARM芯片的谷歌云，在今年也宣布将开始采用基于ARM技术的芯片，使用将基于Ampere Computing的Altra芯片。

在较大的云厂商中，似乎只有IBM云，目前还没有使用ARM架构芯片。

当然，也有的规模较小的云厂商觉得，现阶段推出ARM主机的做法不划算，并没有推出ARM服务器的的打算，对于采用AMD的x86服务器倒是更热衷一些，目前，还是x86的实用性更强一些。

自研也好，用第三方的ARM平台也好，整体而言，ARM服务器的云浪潮开始涌起。

HPC阵营和边缘计算阵营
在HPC方面，日本RIKEN实验室的“Fugaku”超级计算机凭借152064个48核富士通A64FX处理器位列世界第二。Fugaku使用的ARM架构CPU，采用定制的ARM V8架构，依托7纳米FinFET制程技术生产。浮点运算部分是与ARM合作开发的SVE指令扩展，使用512 bit浮点运算单元，大幅强化运算能力。

美国能源部下属的桑迪亚国家实验室宣布建造ARM处理器的超算Astra，浮点性能达到2.3PFLOPS。

英伟达也推出主要面向大型数据密集型 HPC的Grace ，内置下一代 ARM Neoverse 内核，每个CPU能在 SPECrate2017_int_base 基准测试中单位时间运行超过 300 个实例。

边缘计算方面，英伟达正扩大与 Marvell 的合作，将基于 ARM 的 OCTEON DPU 与 GPU 相结合，加速 AI 工作负载，实现网络优化和安全。

实际上，ARM自身也在不断推出助力芯片企业进入高性能计算场景的平台，先后相继推出了Neoverse V系列、Neoverse N系列和Neoverse E系列。

目前有三家国内的初创公司正进行基于Neoverse N2的相关产品开发。其中，遇贤微电子和鸿钧微电子是致力于云原生服务器 CPU 的开发，云豹智能则是针对 DPU 领域。

总结
我国厂商在 ARM 生态中布局甚广，华为鲲鹏和天津飞腾芯片均有 ARM 架构台式机和服务器芯片，ARM 生态整机厂商包括长城、浪潮、同方、曙光等，国产操作系统亦广泛支持。

从服务器芯片的发展历程来看，在2010年，很多企业只能采用X86芯片，经过2010年到2020年的十年攻关，完成了X86向ARM架构的软件移植。现在，ARM凭借着自身优势，开始在服务器领域冲锋陷阵。

“一英寸大底”纷至沓来，但未必是手机影像的未来

“一英寸大底”追平黑卡后，手机影像又要往哪里卷？
靠着徕卡背书和一英寸大底主摄，小米12S Ultra火了一把。

并不只是博人眼球的营销，从相机配置以及后续用户体验来看，小米12S Ultra的影像实力已有映证。今年小米在手机影像上的起势，似乎显得其他国产品牌有些黯淡无光。“一英寸大底传感器”的风头过盛，处在“沉默螺旋”中的大众更加相信“底大一级”的妙处，大底传感器的弊端反倒显得无关紧要。



（图源网络）

内卷由此而来，有消息称接下来迭代的“超大杯”旗舰手机或都将用上1英寸大底传感器，甚至有些“大杯”手机的传感器也升级到了1英寸或1/1.12英寸。近两年来看，手机传感器的确有着越来越大的趋势，与之成正比的则是，手机变得越来越厚重，摄像头凸起也愈发严重。

以小米12S Ultra为例，裸机重量达到225g，机身厚度来到9.06mm，倘若算上镜头凸起，机身厚度足足有14mm。厚重的机身自然与手机便携化的初衷背道而驰，但这似乎并没有影响手机厂商接下来的升级跟进，牺牲手机尺寸堆放大底传感器，这会是手机影像的未来吗？

一英寸大底传感器，什么来头？
说起影像传感器尺寸，这在专业的数码相机领域有着更为细则的划分，目前市面上的消费级数码相机主要有中画幅、全画幅、APS-C、MICRO 4/3、1英寸、1/2英寸尺寸等等。一英寸的传感器在相机中其实并不算大，其相对小巧的尺寸一般也被应用于卡片机居多，比如索尼黑卡——RX100系列就是一英寸传感器的拥趸者。是的没错，两年前的索尼DSC-RX100VII首发价要8000多人民币……



（图源网络）

与黑卡相比，手机机身内部空间留给相机的部分更加受限，COMS尺寸往往都小于一英寸，但林子大了总会有些别具一格的手机出现。

2014年9月，松下发布了一台状似相机的手机——Lumix DMC-CM1，这是史上第一部搭载一英寸传感器的手机。严格意义上Lumix CM1更像是一台支持通话的相机，该机镜头获得徕卡认证，同时其支持手动控制，可设置光圈、ISO等数值，支持 RAW 格式图片和 4K UKD 视频拍摄。



（Lumix DMC-CM1 图源网络）

乍一看，这台8年前的手机的影像参数完全不输现在，事实上当我看到Lumix CM1的官网样张时，依旧能感受到来自8年前的震撼。



（Lumix DMC-CM1样张 图源网络）



（Lumix DMC-CM1样张 图源网络）

进入2021年，先后又有两台配备一英寸大底传感器的手机发布。5月发布的夏普 AQUOS R6使用了一颗2020万像素的1英寸超大底镜头，但这个在国内几乎无人知晓的手机仅仅只有一个摄像头，不支持光学防抖，对焦更是饱受诟病。

11月发布的索尼Xperia PRO-I显然知名度要更高一些，该机主摄搭载了与RX100 VII相同的1英寸影像传感器，另外两颗镜头的素质也极为不错，夸张的镜组设计看起来专业感十足。不过，索尼Xperia PRO-I的售价也足够“专业”，10999元起售的价格令人望而生畏。



（索尼Xperia PRO-I 图源网络）

可以看到，使用一英寸大底传感器的手机虽然不多，但在近两年来也开始有陆陆续续普及的趋势。除了已经发布的小米12S Ultra，今年年底或明年各厂商均推出一英寸大底主摄后，届时徕卡、哈苏以及蔡司等同台竞技，相比又是一番“腥风血雨”。不过喧嚣过后，回归到一英寸大底传感器本身，手机付出极大代价堆料又是否值得呢？

一英寸大底主摄，为了什么？
目光重新聚回开头的那句“底大一级压死人”，毫无疑问，传感器尺寸增大也就是感光面积增大，感光性能越好也就使得成像效果越好。通常情况下，全画幅相机比APS-C画幅相机的感光性能更好就是此理。

简单来说，把感光元件比作一块画布，1英寸传感器的“画布”大小要比1/2.35英寸传感器大上不少，同样的2000万像素自然是大底传感器的单位像素面积更大；而如果保证像素面积不变，大底传感器也能容下更多的像素。这也是我们经常看到手机厂商把影像能力吹得天花乱坠，但拍出的照片一旦放到大屏幕上去看，与在手机这块小屏幕上的显示效果相去甚远。



（图源网络）

手机虽不比相机，但用上大底传感器的优势自然也显而易见。

首先，大底传感器能带来更浅的景深，也就是我们经常说的虚化效果。值得一提的是，区别于手机计算摄影模拟出的虚化效果，大底主摄带来的景深更加自然。以小米12S Ultra为例，其一英寸大底主摄的f1.9光圈在当前并不算大，在办公室随手拍的样张来看，其虚化效果足够真实自然，边缘过渡极为顺滑。



其次，传感器增大后感光性能变得更好，夜间暗光环境下，大底主摄成像效果相比小底更为优秀。暗光环境下，使用更大的光圈、更长的曝光时间又或者是提高感光度等也能改善成像效果，但无可避免地会伴随其他方面的牺牲。大底的优势正出于此，手机上一英寸大底主摄的意义不在于将暗光场景拍成白天，更在于保证画面可用度的情况下，尽可能缩短拍照等待时间，这对于日常使用手机记录是很重要的，毕竟普通人很少会在夜晚外出时携带三脚架。





如此看来，手机用上大底主摄真的“无懈可击”吗？那Levi就要给大伙浇浇冷水了。

传感器尺寸不是骤然变大，最显而易见的代价自然是手机尺寸也随之变大，小米12S Ultra 厚重的机身、严重的镜头凸起便是例子。更为遗憾的是，目前的手机还无法实现大底主摄和轻薄机身有机平衡。

这很好理解，传感器变大意味着手机要预留更多的内部空间给相机，甚至为了覆盖住整个传感器，手机不得不采用更大的镜头模组；当然通过改变法兰距也能做到，但这会让手机镜头更加突出。

除了结构，大底主摄本身或多或少也有劣势，比如对手机摄影至关重要的对焦功能。同样使用小米12S Ultra的主摄，其最近对焦距离和对焦速度对比小底镜头并无优势。

对于产品而言，总少不了投入和产出的博弈，手机上的大底主摄也是如此。一般而言，传感器尺寸越大，价格也便越高。高价并不只是大底传感器自身的价值，围绕着一英寸大底重构的手机内部堆叠设计同样算在了成本之中。回头再看这几台已用上一英寸大底的手机，即便曾以“性价比”出圈的小米也将售价定在了5999元起售。不妨试着问下自己，你真的需要一英寸大底主摄吗？

一英寸大底主摄，有必要吗？
关于“一英寸大底”的探讨Levi认为无须纠结有无必要，存在即合理，至少目前小米已经给出了一个手机影像在硬件方面发展的方向。就后续网上流出的各家新机影像配置来看，“一英寸大底主摄”在国内已有普及的迹象，甚至很大可能与小米12S Ultra上的那颗传感器“渊源颇深”。



（图源网络）

“一英寸大底”纷至沓来之际，我突然想到了在手机影像领域的两个另类角色——Google Pixel和苹果iPhone。如果只看影像纸面参数，二者比国产手机相去甚远，即便苹果最新发布的iPhone 14 Pro也才刚用上早些年安卓阵营已“普及”的4800万像素，但论及影像实力，手机影像横评总少不了这两个“异类”参与。原因无它，相比物理硬件而言，二者对影像算法的重视程度犹有过之。

手机对比专业相机，娱乐属性远重于工具属性，很少有人会把手机样张放进后期软件里来回捣鼓，随手一拍分享社交平台反而是常态。追求更便捷且简易的摄影流程，这就使得手机影像没有突破物理光学规律之前，势必会在影像算法上再度内卷起来。事实上，国产手机厂商这两年也确实在这条路上不断深耕，甚至造出新词——“计算摄影”。



（图源网络）

造词容易造芯难，为了解放手机影像算力，目前也仅有OPPO、vivo及小米成功商用自研影像芯片。而实际上，影像芯片对图像处理的“buff加成”似乎并没有宣传中那么显而易见，任重道远并不为过。

破局总不止于此，在AI算法引领的计算摄影时代，国产手机厂商都在上下求索。OPPO和小米试图分别在哈苏和徕卡上找寻色彩真谛，vivo也在与蔡司深度合作中推陈出新，华为脱离徕卡后也宣布打造XMAGE影像品牌……



（图源网络）

正如我们时常提及的文化软实力，而算法就像是手机摄影的影像软实力，拥有无限可能。一英寸大底主摄固然很好，但手机摄像头并非只有一个，不可能给每个摄像头都配备大底传感器。正因如此，一旦使用其他摄像头时，大底主摄到普通镜头的落差感依旧明显，影像算法也许正是填补落差鸿沟的缝合剂。

回归到影像本身，无论是更大的传感器、更好的镜头，还是更优秀的影像算法，这都只是手机前面的“头”，真正能决定手机影像的永远是拍摄者的头脑。人，永远是最富创造力的生物。