算力模式创新：亚马逊AWS比作Intel，算力界呼唤台积电和NVIDIA

chaobowx

发布于 2024-05-22 11:25:57

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发布于 2024-05-22 11:25:57

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编者按

半个世纪以前，芯片行业只有IDM模式，芯片公司自己设计、制造并封装芯片，典型的公司如Intel、未拆分前的AMD、TI等公司。

1987年，台积电TSMC成立。台积电定位芯片制造，并不涉及芯片设计。从此，芯片行业产生了分工，IDM分为了两类企业：芯片设计企业（Fabless，如NVIDIA、拆分后的AMD、高通、博通、Marvell、华为海思等）专注于芯片设计，不涉及芯片制造；而芯片制造厂（Foundry，如台积电、中芯国际、AMD拆分出来的Global-Foundry等）不设计自己的芯片，仅做芯片制造代工。

随着半导体工艺进入20nm以下，越来越高的研发成本，让IDM公司难以招架（IDM仅面向一家企业，无法摊薄高昂的成本）。Intel自己工厂的制造工艺严重落后台积电，拖累了Intel CPU的研发节奏，从而导致了AMD的重新崛起。而AMD从低谷到重新崛起，做的最正确的事情，则是拆分了芯片制造部分，成为一家Fabless公司，轻装上阵；同时赶上了台积电先进工艺的爆发，使得AMD CPU性能全面超越Intel。

类似的事情，在云计算行业也逐渐发生。

云计算行业巨擘亚马逊AWS，不仅仅有自己的IaaS、PaaS甚至SaaS服务，还自建IDC、自研芯片、自研硬件，几乎无所不包。但随着云计算行业快速发展20年，云计算的许多技术逐渐走向了成熟稳定，云计算的模式也越来越重。最近几年，国内外逐渐兴起算力网（不一定叫这个名称，但业务模式和业务分工类似）新模式。类似于IDM到Foundry和Fabless的拆分，算力产业从云计算的综合模式，走向了分工的算力中心（负责算力提供）+算力网（聚焦业务落地）模式。

今天这篇文章，我们探讨一下，从云计算到算力中心+算力网的模式创新。

1 分工是行业发展的必然之路

1.1 从系统的视角

一个系统，由多个组成部分（或称为模块）组成。当系统越来越庞大，各个组成部分也越来越大，组成部分之间的交互（接口）也越来越复杂。于是，我们需要把系统进行一定程度的重构：规范且准确的定义每个组成部分的功能，规范组成部分对外的交互和接口。于是，系统变成了一个宏系统，而原来的单个组成部分，已经成为了一个独立的系统（具有了作为独立系统的各种特征）。

我们回到张忠谋当年创办台积电的时候，当时一个很重要的背景是：想创办一家IDM芯片公司，已经成为一个高门槛的事情。所以，才有了台积电，使得有创新想法的团队可以低门槛的开始芯片创业，设计并实现自己创新的芯片产品（Fabless），NVIDIA、高通、Marvell等公司都是在这之后兴起的知名Fabless公司。

这一时期，可以看做Foundry+Fabless模式的起始期，而此时IDM模式仍然有其优势的地方：以Intel为例，它可以做到从芯片设计、定制电路设计、晶体管级等全技术栈优化，从而实现最优的芯片产品，从而达成绝对的市场地位。绝对的市场地位，反过来，又促进其在设计和制造方面的创新投入。

量变逐渐走向质变，真正使得IDM模式变得难以为继是从工艺进入20nm之后。随着半导体工艺逐渐接近物理极限，升级工艺需要持续不断的天量研发投入。台积电可以通过服务诸多芯片公司摊销研发成本，而Intel只能服务自己，天量研发投入难以摊销。半导体工艺的天量研发投入，使得台积电Foundry模式，相比Intel IDM模式，的优势完整显现出来。

1.2 从开放和封闭的视角

开放和封闭，没有对错，只是商业和业务模式的选择而已。或者说，有人走封闭之路，必然有人走开放之路；反过来，有人走开放之路，就必然有人走封闭之路。

乔布斯发明了智能手机，iPhone的火爆，也使得iOS成为唯一的智能手机操作系统。谷歌要想与之一战，安卓只有一条路可以走——开源。安卓开源的方式，汇集了全球众多手机厂商，大家形成了一个开放的安卓智能手机生态产业。之后，安卓占据了智能手机操作系统的绝大部分市场份额，但苹果收获了绝大部分行业利润。

在CPU领域，x86架构长期一家独大。Intel是相对封闭的模式，于是，通过开放的CPU架构和IP授权模式，成就了ARM的成功。但2016年软银收购ARM，ARM逐渐走向了相对封闭的模式。于是，RISCv迎来了大发展。预计，未来在CPU处理器架构方面，会形成三足鼎立之势：封闭的x86模式、半开放的ARM模式和完全开放的RISCv模式，三个架构、三种模式长期共存。

1.3 从技术和产业的视角

大家经常聊起的一个话题：云计算公司自研芯片。我们可以从产业链上下游的角度来分析这个现象。普遍的观点认为，云计算公司需要向上下游拓展，希望能够做更多的技术创新，能够给客户更多的价值。但这个看法还不够深入。更深层的分析，云计算行业发展很快（有许多创新的想法需要合适的芯片来支撑，有很多强大的产品服务需要客户能广泛使用），快到供应商没有合适的产品供应，快到客户无法把先进的云服务发挥价值（一个典型案例是5G发展这么多年，一直没有出现合适的应用能充分利用5G的价值）。于是，云计算公司没有办法，只能自己（主动或被动的）向上下游扩展，来尽可能的发挥自身产品和服务的价值。

当然，如果有创新的芯片供应商能够开发出更好的芯片产品，让云计算公司自研的产品毫无竞争力可言；如果有创新的业务应用客户，能够充分发挥云计算创新产品和服务的价值；那么，也就不存在云计算向上下游拓展的机会。

一个技术和产业发展的早期，必然是相对封闭的模式。技术公司面对的“一穷二白”的现状，必须“自力更生”，向上游拓展，向下游拓展，从而走向相对封闭的模式。

而一个技术和产业发展的成熟期，必然是相对开放的模式。因为“术业有专攻”，每个企业有自己的核心竞争力，有企业能力的边界，并形成动态的平衡。边界之内，竞争力强；边界之外，竞争力差。从全行业的角度，会形成产业分工、行业协作的开放状态。

2 算力中心和算力网

天下大势，分分合合。

目前，云计算发展了接近20年，已经从一个新兴的产业变成了一个成熟的产业。行业逐渐从云计算的综合封闭模式，走向算力中心+算力网的分工开放模式。

算力中心 + 算力网 = 云计算

2.1 算力网络三方

云计算模式下，算力供应和算力运营是一体的。但在算力中心+算力网模式下，两者是分开的，算力中心和算力网各自的定位不同，竞争力也不同。我们可以按照电商模式来分析算力网络三方，像电商的卖家、平台、买家三方关系一样：

算力中心，算力的供应方，卖家。算力中心的核心竞争力在于通过软硬件整合，给用户提供更低成本的算力。会涉及到计算软硬件的协同优化，以及核心IaaS服务。同时，需要考虑市场和销售，对接各大算力运营公司，以及直接对接业务大客户。
算力网，算力运营方，或者称为算力平台公司。算力运营公司需要海量的低成本算力接入；需要充分利用算力资源，压榨算力的价值。算力网公司，不涉及IDC，不涉及服务器和交换机等计算的硬件，轻量化运营，需要涉及IaaS、PaaS和SaaS服务。需要对行业和业务有深层次理解，能够帮助客户业务场景落地。
业务客户，算力的需求方，买家。需要①海量、②优质、③多样、④低成本的算力，来支撑自己的业务。

如下表所示，我们也可以类似IDM到Foundry和Fabless的模式转变，来分析一下从云计算模式到算力中心+算力网的模式转变。

表：芯片业务模式和云计算业务模式的类比

	芯片的模式	云计算的模式
行业（变革前的）背景	IDM模式已经成为行业主流，IDM芯片创业门槛高。	云计算成为行业主流，已经产生众多云计算巨头。几乎不可能再出现新的云计算创业公司。
如何解决高门槛的问题	台积电成立，Foundry模式出现。聚焦芯片制造，降低芯片门槛。	目前还在探索阶段，有部分IDC以及其他背景的公司切入算力中心方向。算力中心聚焦高性能低成本的算力，同时降低云计算行业的准入门槛。
催生众多创业公司	Foundry模式之后，Fabless公司如雨后春笋般出现。轻量级芯片公司，聚焦应用场景，发挥自己的创新能力。这类公司如现在的Fabless巨头NVIDIA、高通、Marvell等	算力网，轻量级云计算公司。随着算力中心越来越多，聚焦业务场景的算力网公司也会越来越多。目前，三大运营商都提出算力网络的概念。但同时做云计算和算力网，在业务模式上有冲突。此外，也有一些第三方的算力网公司出现，但目前还在早期发展阶段。
分工后短期情况	IDM模式和Foundry+Fabless模式各有优势，旗鼓相当。	云计算模式和算力中心+算力网模式，各有优势，旗鼓相当。
长期竞争力	技术驱动，高额研发投入。Foundry的研发成本可以摊销。Fabless能够非常方便的使用最先进工艺。	技术驱动，全方位体系化的协同优化，实现融合计算：异构融合x软硬件融合x云边端融合。算力中心，持续技术创新驱动，构建全球领先的软硬件技术体系，算力服务数量众多的算力网客户，提供最高性能最低成本的海量算力。算力网公司轻装上阵，不需要在算力方面投入太多资源，即可获取海量的低成本的最先进的算力。聚焦场景，聚焦业务，聚焦客户。
分工后长期情况	Foundry+Fabless开放模式占据主导地位。	算力中心+算力网开放模式占据主导地位。