Фото: TechSpot В полупроводниковой индустрии основное внимание уделяется производительности чипов, что может вызывать удивление у тех, кто не в теме, когда лучшие по параметрам чипы проигрывают менее мощным. Один из таких примеров – Intel, который продолжает продавать большое количество серверных процессоров, несмотря на их низкую производительность по сравнению с продуктами AMD и Arm.
Однако это явление связано с особенностями рынка центров обработки данных, который далеко не так прост, как может показаться. Это важный момент для любой компании, которая стремится занять свою нишу на этом рынке, будь то производитель процессоров или разработчик новых ускорителей искусственного интеллекта, подчёркивает ServerMon.ru.
Одна из проблем заключается в том, что рынок кремния для центров обработки данных является довольно концентрированным, ведь 10 гигантов – Amazon, Google, Facebook*, Microsoft, Baidu, Alibaba, Tencent, Oracle, JD.com и Apple – потребляют более 50% серверных процессоров на рынке и до 80% других видов кремния для обработки данных.
Несмотря на это, в результате перехода корпоративных IT в облако, на рынке осталось достаточно разнообразных заказчиков, таких как финансовые фирмы, исследовательские лаборатории, некоторые нефтегазовые компании и небольшие интернет-компании.
Для крупных и устоявшихся полупромышленных компаний становится проблемой найти новых клиентов, так как они сконцентрированы на работе с самыми крупными и влиятельными игроками. Мелкие заказчики не имеют достаточного веса, чтобы заставить такие компании двигаться вперед. В то же время, стартапы в этой отрасли начинают с небольших клиентов, чтобы обеспечить достаточный доход для поддержания интереса венчурных инвесторов, но в конечном итоге они стремятся пробиться в верхнюю лигу.
Крупные клиенты осознают свое положение на рынке и готовы платить высокую цену. Поэтому они проводят жесткий отбор поставщиков. Процесс начинается за несколько лет до начала производства чипов, когда разработчики запрашивают спецификации у клиентов. Они узнают, какой объем и какой тип памяти заказчик собирается использовать, сколько каналов ввода/вывода будет необходимо и т. д. Затем создаются модели, которые эмулируют дизайн микросхемы, используя платы FPGA. После разработки дизайн отправляется на литейное производство для производства чипа.
Далее начинается настоящая работа.
Крупные компании используют жесткие процессы тестирования, которые включают в себя несколько чипов для лабораторных испытаний и несколько десятков чипов для создания рабочей серверной стойки. Это помогает подтвердить, что чип работает так, как было обещано на этапе проектирования, и соответствует требованиям заказчика.
Следующим шагом в производстве чипов является создание полноценной системы, которая включает несколько тысяч чипов. На этом этапе заказчики запускают производственное программное обеспечение и тщательно контролируют производительность. Однако это может быть сложным этапом для разработчиков чипов, так как они не имеют доступа к программному обеспечению заказчика и не могут проверить производительность заранее.
Кроме того, заказчики разрабатывают сложные модели совокупной стоимости владения (TCO), которые учитывают не только стоимость чипов, но и другие элементы серверов, такие как память, энергопотребление, охлаждение и т.д.
В реальности, главный процессор является наиболее важной частью любого сервера, но обычно он составляет всего около 20% от стоимости сервера. Решение о покупке системы в конечном итоге зависит от этих моделей.
В это время компании, производящие чипы, продолжают работать. Когда чип только возвращается из литейного цеха, в нем могут быть ошибки, и производственный процесс необходимо настроить для повышения производительности. Поэтому на первых порах чипов никогда не хватает. Каждый клиент хочет опробовать их, заставляя разработчиков чипов распределять приоритеты и нормировать поставки. Когда клиентов всего несколько, этот шаг сопряжен со значительным риском – ни один клиент не чувствует полной поддержки со стороны поставщика.
Когда объемы производства увеличиваются, появляются новые проблемы. Клиенты не хотят покупать только чипы, они хотят покупать комплексные системы. Поэтому компаниям, производящим чипы, необходима поддержка экосистемы ODM.
Крупные компании, которые заняты производством чипов, должны создавать свои собственные дизайны для платы и всей стойки, которые также требуют оценки. Это является главным преимуществом Intel, поскольку все ODM готовы создавать эти дизайны для них, так как они, вероятно, имеют дело и с другими продуктами Intel, такими как PC. Остальным приходится соперничать с более мелкими ODM-производителями и B-командой дизайнеров крупных ODM.
Весь процесс от первого листа бумаги до первого крупного заказа на поставку может занять от трех до четырех лет. Это может быть менее болезненным, чем циклы проектирования автомобилей, но во многих отношениях это даже более сложно.
Недавно стало известно, что компания Ampere продает версию Developer Kit своих последних чипов. Хотя Ampere все еще крошечная компания по сравнению с Intel, они имеют достаточный опыт прохождения всех вышеперечисленных этапов.
Наборы для разработчиков – умный способ расширения рынка. Ampere достаточно мала, чтобы небольшие клиенты все еще имели для нее значение. Однако они еще не достаточно велики, чтобы обеспечить полную поддержку продаж таким клиентам. Комплект разработчика расширяет верхнюю часть воронки продаж, позволяя любопытным инженерам принять участие в первых двух этапах процесса оценки.
Все эти сложности лежат поверх проблемы собственно разработки чипа, и весь процесс является нелегким.
Разработка и производство чипов являются очень сложными процессами, требующими многолетнего опыта и знаний в области электроники. Тем не менее, эта индустрия продолжает развиваться, и появление новых технологий и новых игроков на рынке подтверждают, что спрос на высокопроизводительные чипы остается очень высоким.
*Соцсети Instagram и Facebook запрещены в РФ. 21.03.2022 компания Meta признана в России экстремистской организацией.