1、目錄 HYPERLINK l _TOC_250019 核心結論：騰訊星星海 AMD 及華為鯤鵬逐步追趕 4 HYPERLINK l _TOC_250018 云服務器廠商 CPU X86 和 ARM 雙分天下 4 HYPERLINK l _TOC_250017 Intel 遙遙領先，AMD 及 ARM 開始突圍 7 HYPERLINK l _TOC_250016 國外市場: AMD 有望突圍，ARM 架構嶄露頭角 7 HYPERLINK l _TOC_250015 國內市場：CPU 國產化趨勢加速，ARM 架構最具潛力 8 HYPERLINK l _TOC_250014 云服務器 CPU 上機測

2、試，ARM 逐步追上 X86 10 HYPERLINK l _TOC_250013 硬件配置：統一為雙核，4GB 內存及 Linux 操作系統 10 HYPERLINK l _TOC_250012 界面展示：啟動界面，配置選擇界面及監控面板 11 HYPERLINK l _TOC_250011 各云服務器價格比較：AWS 和華為鯤鵬價格最低 12 HYPERLINK l _TOC_250010 硬件計費：AWS、騰訊星星海及華為鯤鵬價格最低 12 HYPERLINK l _TOC_250009 網絡計費：華為云（Intel X86 及鯤鵬）價格最低 13 HYPERLINK l _TOC_25

3、0008 各云服務器性能測試結果 14 HYPERLINK l _TOC_250007 CPU 質數運算測試：ARM 架構占優 14 HYPERLINK l _TOC_250006 CPU 綜合性能測試：UnixBench 綜合性能 ARM 弱于 X86 16 HYPERLINK l _TOC_250005 硬盤讀寫性能測試：百度云 Intel X86 性能領先 19 HYPERLINK l _TOC_250004 實際帶寬測試：阿里云 Intel X86 最接近帶寬上限 19 HYPERLINK l _TOC_250003 測試結果匯總：X86 架構與 ARM 架構互有優劣 20 HYPER

4、LINK l _TOC_250002 服務器 CPU 國產化替代拐點已現 21 HYPERLINK l _TOC_250001 國產 CPU 服務器采購份額上升 21 HYPERLINK l _TOC_250000 多元架構及服務器集群化推動國產化替代 23圖表目錄圖 1：X86 服務器的主要硬件組成 5圖 2：X86 CPU 性能及能效復合年增長率 7圖 3：2019 年第四季度全球服務器產品結構 7圖 4：ARM 架構計劃每年性能提升 30% 9圖 5：華為鯤鵬系列發展歷程 10圖 6：華為云服務器啟動界面 11圖 7：云服務器包月總價比較 12圖 8：云服務器按需總價比較 13圖 9：云

5、服務器開待機費用比較 13圖 10：云服務器網絡包月費用比較 14圖 11：云服務器網絡按需費用比較 14圖 12：Sysbench 質數運算測試結果示例 15圖 13：云服務器上機單線程質數運算性能及性價比 15圖 14：云服務器上機多線程質數運算性能及性價比 16圖 15：Unixbench 測試結果示意 17圖 16：云服務器上機 Unixbench 單核跑分及性價比 17圖 17：云服務器上機 Unixbench 雙核跑分及性價比 18圖 18：云服務器上機硬盤讀寫速度及性價比 19圖 19：云服務器上機實測帶寬及性價比 20圖 20：云服務器上機結果匯總矩陣 20表 1：主要云服務器

6、搭載 CPU 架構 5表 2：X86 芯片廠商各產品端全球銷售額市占率 8表 3：X86、ARM 架構對比 9表 4：鯤鵬 920 與 AWS Graviton 對比 10表 5：采購云服務器產品配置 11表 6：云服務器可選區域 11表 7：Unixbench 測試項目說明 16表 8：Unixbench 子項目測試結果（雙核） 18表 9：中國電信服務器（2020 年）集中采購項目 21表 10：投標產品應符合中國電信相關技術要求，并滿足關鍵技術指標 21表 11：中國移動 2020 年以來人工智能服務器產品集中采購中標候選人公示 22表 12：中國移動服務器（2020 年）集中采購項目標

7、候選人公示 22核心結論：騰訊星星海 AMD 及華為鯤鵬逐步追趕國產服務器 CPU 性能已可比肩 Intel“至強”系列。我們采購了國內外主要云服務器商家（亞馬遜 AWS，阿里云、百度云、騰訊云、華為云、金山云、優刻得）共計 11 臺搭載不同型號同核心數 CPU 的云服務器，其中 Intel X86 CPU 共 8 款，AMD X86 CPU一款，ARM CPU 兩款。其中基于 ARM 架構的華為自研 CPU 鯤鵬 920 已搭載于云服務器上。包月費用上騰訊云星星海云服務器（194 元/月）及華為鯤鵬云服務器（216 元/月）價格最低，百度 Intel X86 云服務器價格最高。在保持其它配置

8、一樣或相似的情況下，我們對這 11 臺云服務器進行了硬盤讀寫，帶寬性能，運算性能等相對全面的性能測試。測試結果表明，基于 ARM 架構的華為鯤鵬在性能上并不明顯弱于 Intel X86,并且在質數運算性能方面具有較大的優勢。騰訊星星海服務器（AMD 芯片）綜合性能和性價比較高。服務器采購項目國產 CPU 占比明顯提升。從 2020 年 5 月的中國電信、中國移動的服務器集中采購項目初步招標結果來看，國產 CPU 服務器占比明顯提升，達到 20%左右。電信集采項目標包 8 中明確要求采用鯤鵬 920 系列 CPU 或Hygon Dhyana 系列 CPU，占總采購數量的 20%。華為以 50%第

9、一份額中標中國移動 1000 臺 Atlas 800 AI 服務器（昇騰 AI CPU）。中國移動 2020 年 PC 服務器集中采購項目采購規模合計 138272 臺，其中華為鯤鵬服務器共計 19,563 臺，占比 14%；海光 CPU 服務器 9,394 臺，占比 7%。云服務器廠商 CPU X86 和ARM 雙分天下服務器是在網絡操作系統的控制下為網絡環境里的客戶提供共享資源（包括查詢、存儲和計算等）的高性能計算機，它的高性能主要體現在 CPU 運算能力、長時間的可靠運行、強大的 I/O 外部數據吞吐能力等方面。主要為客戶提供網絡應用、數據庫、文件、打印等服務。服務器中 CPU 約占總成

10、本的 20-30%，而英特爾至強系列 CPU 一直以來都是高需求服務器和工作站的主要選擇。英特爾將其 X86 服務器和工作站處理器稱為“至強”。至強產品線包括 Xeon W，Xeon E 處理器和 Xeon 可擴展處理器等。圖 1：X86 服務器的主要硬件組成資料來源：銳捷網絡官網，長江證券研究所在我們采購的國內外主要云服務器商家（AWS，阿里云、百度云、騰訊云、華為云、金山云、優刻得等）云服務器中，Intel Xeon(14nm 工藝)占比超 84%。僅騰訊云提供了 AMD 的兩款 CPU，其中 AMD EPYC Rome（Zen2 代架構,7nm 工藝）搭載于騰訊云首款自研服務器“星星海”

11、；華為云提供了自研 CPU 鯤鵬 920；AWS 提供了自研 CPU AWS Graviton（16nm 工藝）,AWS Graviton2（7nm 工藝）及 AMD EPYC 7000。其中 AMD EPYC Rome 采用 AMD 最新的 Zen 2 微架構，鯤鵬 920(7nm 工藝)和 AWS Graviton,AWS Graviton2 采用的是 ARM 架構。服務器CPU最低配置最高配置包月價格（元）Intel Xeon Skylake 6148(2.4 GHz)1核1GB72核648GB60-13824Intel Xeon Skylake 6146(3.2 GHz)4核8GB32

12、核128GB560-6720Intel Xeon Skylake 6133(2.5 GHz)1核1GB80核700GB38-6556Intel Xeon E5-2680 v4(2.4 GHz)1核1GB56核448GB38-10164Intel Xeon E5-2667 v4(3.2 GHz)4核8GB32核128GB672-6720Intel Xeon Cascade Lake 8255C(2.5 GHz)1核2GB84核320GB39-11224AMD EPYC Rome(2.6 GHz)1核1GB180核464GB29-13184AMD EPYC 7551(2.0 GHz)1核1GB12

13、8核448GB32-11264Intel Xeon SkyLake 6151(2.2GHz/3.0GHz)1核1GB60核512GB34-10624Intel Xeon Cascade Lake(2.6GHz/3.0GHz)1核1GB64核512GB32-10118華為鯤鵬Huawei Kunpeng 920 （2.6GHz）1核1GB60核480GB59-7440Intel Xeon E7-8880v4（2.2 GHz）80核960GB160核1920GB19800-39600Intel Xeon Platinum 8269（ 3.1 GHz/3.5 GHz）2核4GB80核384GB151

14、-10560Intel Xeon E5-2667v4（3.2 GHz）4核8GB24核96GB807-3229Intel Xeon E5-2682v4 （2.5 GHz）2核4GB56核480GB197-9735表 1：主要云服務器搭載 CPU 架構騰訊云Intel X86騰訊云AMD X86華為云Intel X86阿里云Intel X86Intel Xeon Gold 6149（3.1 GHz/3.4 GHz）2核4GB64核192GB 251-11590Intel Xeon Platinum 8163（2.5 GHz）2核4GB96核384GB 197-12209優刻得 Intel X86

15、 Intel Broadwell,Intel SkyLake,Intel Cascade Lake1核1GB64核256GB 87-7869Intel Xeon Platinum 8168（2.7 GHz/3.7 GHz）1核2GB32核128GB 80-3974Intel Xeon Gold 6254（3.1 GHz/4.0 GHz）4核8GB32核128GB 450-4752Intel Xeon Gold 6240（2.6 GHz/3.9 GHz）1核1GB32核128GB 45-3456金山云Intel X86百度云Intel X86AWS Intel X86Intel Xeon Gol

16、d 6132（2.6 GHz/3.7 GHz）1核1GB32核128GB 50-3801Intel Xeon E5-2690V4（2.6 GHz/3.5 GHz）1核1GB48核384GB 36-9504Intel Xeon E5-2630V3（2.4 GHz/3.2 GHz）1核1GB32核64GB 27-2476Intel Xeon Skylake 6148（2.4 GHz/3.1 GHz）1核2GB96核256GB 94-9870Intel Xeon Silver 4110 /Intel Xeon E51核4GB16核64GB 137-1982Intel Xeon Platinum 62

17、71（2.6GHz）2核8GB84核352GB 204-12370Intel Xeon E5-2680 Broadwell v4 （2.4GHz）1核2GB48核96GB 89-5966Intel Xeon Platinum 8175M（3.1GHz）2核8GB96核768GB/ Intel Xeon E5-2686 v4 (2.3GHz)2核8GB64核488GB/Intel Xeon E5-2676 v3 (2.3GHz)2核8GB64核256GB/ Intel Xeon Platinum 8000（3.4GHz）2核4GB96核192GB/ Intel Xeon E7-8880 v3 (

18、2.3GHz)4核122GB128核3904GB/Intel Xeon E5-2666 v3 (2.9GHz)2核3.75GB36核60GB/Intel Xeon Cascade Lake (3.1 GHz/3.6GHz)2核8GB96核768GB/AWS AMD X86AMD EPYC 7000（2.5GHz）2核0.5GB96核768GB/AWS Graviton 2（2.5GHz）1核4GB64核256GB/AWS ARMAWS Graviton（2.3GHz）1核2GB16核32GB/資料來源：各云服務器官網，長江證券研究所Intel 遙遙領先，AMD 及ARM 開始突圍國外市場: A

19、MD 有望突圍，ARM 架構嶄露頭角在 X86 領域，英特爾是頭號供應商，從 2008 年到 2013 年，X86 架構 CPU 的性能及能效基本保持年度復合增長率（CAGR）60%左右。但是過去六到七年，英特爾發布的 CPU 性能每年的復合增長率已經不到 60%，能效增長也下降許多。并且由于近年來制程工藝面臨瓶頸，摩爾定律逐步失效，英特爾的 10nm 制造工藝一再延遲，被 AMD 所超越（7nm 制程）。圖 2：X86 CPU 性能及能效復合年增長率資料來源：AMPERE，長江證券研究所據Gartner 發布的 2019 全年X86 服務器市場數據 2019 年全年X86 服務器出貨量和廠商

20、銷售額分別是 1249.7 萬臺和 693.6 億美元，同比下降 3.2%和 1.8%。在 X86 服務器端英特爾 2019 年市占率為 96.1%，同比下降 2.1%。AMD 市場份額正在逐步上升。ARM架構 CPU 在 2019 年也開始小規模部署于服務器端，亞馬遜及華為已分別在其云服務器上提供了搭載 AWS Graviton 和鯤鵬 920 的實例。圖 3：2019 年第四季度全球服務器產品結構11.8%88.2%x86服務器非x86服務器資料來源：IDC，長江證券研究所表 2：X86 芯片廠商各產品端全球銷售額市占率所有X86產品2018年市占率2019年市占率Intel85.0%84

21、.0%AMD14.0%15.0%服務器Intel98.2%96.1%AMD1.8%3.9%桌面設備Intel86.4%82.3%AMD13.4%17.7%兆芯0.2%0.1%資料來源：Mecury Research，長江證券研究所國內市場：CPU 國產化趨勢加速，ARM 架構最具潛力我國高端通用芯片高度依賴進口，尤其是 CPU 芯片，在 PC 和服務器領域國產廠商存在感較小，基本被國際大廠所壟斷。這背后原因一方面由于高端通用芯片技術起源于海外并持續技術突破，領先國內廠商較多，另一方面以英特爾為代表的海外國際大廠已經構建成熟商業生態并占據專利和標準制定等戰略高地，大幅增加國內廠商追趕難度。201

22、9 年華為和中科曙光等廠商被美國納入“實體清單”，科技產業發展受制于人的境況進一步被放大。不論是從國家安全維度和商業競爭維度，我國都有高端 CPU 國產化替代的強烈需求。在國家自上而下的推動下，政府、產業和科研界實體積極推進 CPU 國產化進程，資本市場也貢獻自己的力量，我國高端 CPU 國產化有望加速。過往由于 ARM CPU 在服務器端性能的劣勢以及生態的阻力，其替代 X86 CPU 困難重重，但 ARM 希望通過新一代處理器設計大幅提升其性能。同時隨著移動端的繁榮，支持 ARM 相關生態的底層系統和上層應用也逐漸增加。天津飛騰已推出 FT-2000+/64處理器 CPU 面向企業級高性能

23、服務器；華為 2018 年公布其基于 ARM 架構的自研處理器 Hi1620 CPU，2019 年正式推出鯤鵬 920 CPU，并配套推出了泰山系列服務器。圖 4：ARM 架構計劃每年性能提升 30%資料來源：CSDN，長江證券研究所表 3：X86、ARM 架構對比對比項X86ARM代表廠商英特爾，AMD華為、高通、AWS、飛騰等架構重核架構多核架構指令集CISC（復雜指令集）RISC（精簡指令集）主要特點高性能強兼容性高密度低功耗性能性能強綜合性工作處于劣勢，適用于固定的應用場合拓展能力拓展性強存儲內存等性能難以拓展操作系統Windows及所有工具軟件Linux開放性封閉架構開放平臺適合的負

24、載多少價格高低功耗高低優勢平臺PC端移動端資料來源：CSDN，長江證券研究所華為鯤鵬 CPU 基于永久授權的 ARM V8 架構，處理器核、微架構和 CPU 均由華為自主研發設計，自 2004 年開始投資研發第一顆嵌入式芯片算起，累計研發 15 年，投入人員超 2W 人，投入金額超 200 億，2016 年業務第一顆支持多路的 ARM 處理器鯤鵬 916 正式發布。2019 年 1 月華為發布面向數據中心的鯤鵬 920 處理器，采用 7nm 制程。圖 5：華為鯤鵬系列發展歷程資料來源：華為全鏈接大會，長江證券研究所云服務器 CPU 上機測試，ARM 逐步追上 X86為了測試對比鯤鵬 920 在

25、服務器端的表現，我們采購了亞馬遜 AWS（新加坡），騰訊云，華為云，阿里云，優刻得（UCloud），金山云，百度云的云服務器產品，其中對 AWS 分別測試了 Intel X86, AMD X86 CPU 和 AWS 自研 ARM 架構 CPU Graviton；對騰訊云分別測試了 Intel X86 及搭載于騰訊自研服務器“星星海”的 AMD EPYC Rome(2.6 GHz，X86 架構)；對華為云分別測試了 Intel X86 架構和基于 ARM 架構的自研 CPU 鯤鵬 920。表 4：鯤鵬 920 與AWS Graviton 對比鯤鵬920AWS Graviton制程7nm16nm主

26、頻最高3.0GHz最高2.3GHz核數32/48/64核最大16核內存8xDDR4 29338xDDR4 2666集成I/O集成10GE/25GE,2*100GE 16*SAS10GE，2*SATA加密能力內置加密模塊，支持國密無壓縮模塊內置GZIP模塊無Scale Up2P/4P1P資料來源：華為云學院，長江證券研究所硬件配置：統一為雙核，4GB 內存及Linux 操作系統我們采購主要云服務器廠商產品，主機配置均采用雙核 2.5GHz 左右 CPU，內存容量統一為 4GB，硬盤均為 50GB SSD。操作系統上 AWS 選用的是 Amazon Linux 2 AMI 操作系統，其余均為 Ce

27、ntOS7.6。對于支持按使用流量計費的云服務器均選用 100M 帶寬，其中 AWS 不支持用戶自選帶寬。優刻得 Intel X86 和金山云 Intel X86 僅支持帶寬包時的計費方式，選用 2M 帶寬進行測試。各云服務器理論上對上行帶寬不設限制，帶寬大小指的是下行帶寬的理論上限。表 5：采購云服務器產品配置云服務器CPUCPU上市時間內存硬盤測試選用帶寬操作系統AWS Intel X86Intel Xeon CPU E5-2686 v4 (2.3GHz)2016年4月4GB50GB SSD/Amazon Linux 2 AMIAWS AMD X86AMD EPYC 7571(2.2GHz

28、)2018年11月4GB50GB SSD/Amazon Linux 2 AMIAWS ARMAWS Graviton Processor(2.3GHz)2018年11月4GB50GB SSD/Amazon Linux 2 AMI騰訊云Intel X86Intel Xeon Cascade Lake 8255C(2.5 GHz)2019年4月4GB50GB SSD100MCentOS 7.6騰訊云AMD X86（星星海）AMD EPYC Rome(2.6 GHz)2019年8月4GB50GB SSD100MCentOS 7.6華為云Intel X86Intel(R) Xeon(R) Gold 6

29、278C (2.60GHz)2019年4月4GB50GB SSD100MCentOS 7.6華為鯤鵬Huawei Kunpeng 920 (2.6GHz)2019年1月4GB50GB SSD100MCentOS 7.6阿里云Intel X86Intel Xeon Platinum 8269CY(2.50GHz)2019年4月4GB50GB SSD100MCentOS 7.6優刻得Intel X86Intel Core Processor (Broadwell, 2.2G Hz)2016年4月4GB50GB SSD2MCentOS 7.6金山云Intel X86Intel Xeon Gold 6

30、2402019年4月4GB50GB SSD2MCentOS 7.6百度云Intel X86Intel Xeon Platinum 62712019年4月4GB50GB SSD100MCentOS 7.6資料來源：長江證券研究所, 騰訊 X86，華為 X86 及阿里 X86 所用 CPU 的上市時間為估計值界面展示：啟動界面，配置選擇界面及監控面板服務器創建通常支持用戶自選計費模式，服務器地址，硬件及操作系統配置等多種功能，部分云服務器還提供實時性能監控，用戶可監測 CPU，硬盤及帶寬等的使用情況。圖 6：華為云服務器啟動界面資料來源：華為云官網，長江證券研究所表 6：云服務器可選區域服務器國內

31、國外AWS華北、西北地區亞太、北美、歐洲、非洲、中東、南美騰訊云華南、華東、華北、西南地區，港澳臺地區亞太、北美、歐洲華為云華南、華東、華北、西南地區，港澳臺地區亞太、非洲、拉美阿里云華南、華東、華北、西南地區，港澳臺地區亞太、北美、歐洲、中東優刻得華南、華東、華北地區，港澳臺地區亞太、北美、歐洲、中東、南美、非洲金山云華南、華東、華北地區亞太百度云華南、華東、華北、華中地區，港澳臺地區亞太資料來源：各云服務器官網，長江證券研究所各云服務器價格比較：AWS 和華為鯤鵬價格最低硬件計費：AWS、騰訊星星海及華為鯤鵬價格最低目前云服務器硬件部分（CPU，內存，硬盤）采用的計費方式主要有三種：包年包

32、月、按量計費及競價計費。其中最常用的是包年包月和按使用量計費。包年包月即用戶每月或每年支付固定費用，獲取云服務器的使用權；期間使用時長不受限制，沒有針對硬件的額外收費，服務器可保持 24 小時開機狀態。按量計費是用戶在服務器開機狀態根據使用量或使用時長支付相應的費用；關機狀態下 CPU 和內存不計費，但用戶仍需支付云硬盤及所綁定的彈性 IP 的費用（按小時算），計費只有在用戶銷毀該實例時停止。競價計費價格通常是同規格按量計費模式的 10% - 20%，然而系統會根據價格或供求關系，對已分配的實例進行回收；當市場價格大于用戶出價，或者競價實例對應規格的云服務器資源池庫存緊張時，會觸發系統中斷流程

33、，并不能通過再次出價避免實例被回收。包月費用中包含硬件部分費用及 2M 帶寬包月費用，按需費用按使用 120 小時、待機120 小時，使用 50G 流量計算。AWS 并未提供包月服務，價格為估算值，計算公式為：平均包月費用 AWS按需總價平均按需費用包月費用上騰訊云星星海服務器及華為鯤鵬價格最低（AWS 并未提供包月服務），按需費用上 AWS 及華為，阿里的云服務器具有一定的價格優勢，其中阿里云的待機費用最低。低待機費用意味著用戶不必在每次使用完后便銷毀實例，而是即開即用，期間只需支付低廉的待機費用。以阿里云 Intel X86 為例，待機一個月需要支付的硬件費用僅需 18 元，而騰訊云 In

34、tel X86 需要支付 122 元，百度云 Intel X86 則需要支付 504 元。圖 7：云服務器包月總價比較資料來源：各云服務器官網，長江證券研究所按用戶使用10 天來估算按需費用，AWS 及華為鯤鵬價格低于平均價格（排除百度云后） 20%左右。綜合比較各云服務器的開待機價格，AWS Intel X86 及華為鯤鵬價格處于較低水平。同為 ARM 架構，華為鯤鵬相比 AWS ARM 服務器價格要低 30%到 50%。圖 8：云服務器按需總價比較資料來源：各云服務器官網，長江證券研究所圖 9：云服務器開待機費用比較資料來源：各云服務器官網，長江證券研究所網絡計費：華為云（Intel X8

35、6 及鯤鵬）價格最低國內云服務器的網絡計費方式有包年包月和按流量計費兩種方式，包年包月價格與所選帶寬大小有關，期間對使用時長及所用流量沒有限制。按流量計費中用戶可選擇服務器所能提供的最大帶寬，用戶最終支付的費用只與使用的下行流量（按每 GB 收費）有關。因亞馬遜 AWS 并未提供包月帶寬，此部分僅比較國內云服務器。包月費用按 2M 帶寬計算，按需費用按使用 50GB 流量計算。優刻得 Intel X86 及金山云 Intel X86 計費分別為 0.05/h*Mbps，0.06/h*Mbps，按需費用按 10 天 2M 帶寬使用 50GB 折算價*2 估算。包月費用上華為云價格最低，相比包月價

36、格最高的的優刻得 Intel X86 低 26%；按需費用上同樣是華為云價格最低，比價格最高的金山云 Intel X86 低 45%。圖 10：云服務器網絡包月費用比較資料來源：各云服務器官網，長江證券研究所圖 11：云服務器網絡按需費用比較資料來源：各云服務器官網，長江證券研究所各云服務器性能測試結果CPU 質數運算測試：ARM 架構占優CPU 性能測試工具選用的是 Sysbench，原理為執行質數生成運算直到達到設置的質數上限或時間上限，每完成一次記為一個 event。如質數數量上限設置為 3，則表示 2、3、 5（這樣要計算 1-5 共 5 次）；質數數量設置為 8，則表示 2、3、5、

37、7、11、13、17、19（這樣要計算 1-19 共 19 次）。分別對個云服務器進行了單線程測試及多線程測試（32線程），單線程中質數上限設置為 10000，多線程中質數上限設置為 40000。測試分數按完成 event 次數/完成時間計算，跑分越高代表質數運算性能越好。圖 12：Sysbench 質數運算測試結果示例資料來源：CSDN，長江證券研究所從跑分結果可以看出，同為 ARM 架構，華為鯤鵬 CPU（鯤鵬 920，2.6GHz）的質數運算性能要比亞馬遜的自研 CPU（AWS Graviton Processor，2.3GHz）強 37.2%，二者上市時間相近。基于 ARM 架構的 C

38、PU 在該項測試下的表現明顯優于 X86 架構，跑分/價格（用于衡量性價比，已做按比例縮小處理）上也占較大優勢。X86 架構云服務器間比較，各云服務器 CPU 單線程性能差別不大，得分最高的是騰訊云星星海。多線程性能上金山云 Intel X86 得分最高，AWS AMD X86 得分最低。單線程及多線程性價比上騰訊云星星海和 AWS Intel 領先，百度云 Intel X86 最低。圖 13：云服務器上機單線程質數運算性能及性價比資料來源：長江證券研究所圖 14：云服務器上機多線程質數運算性能及性價比資料來源：長江證券研究所CPU 綜合性能測試：UnixBench 綜合性能 ARM 弱于 X

39、86Unixbench 綜合得分云服務器的綜合性能測試選用工具為 UnixBench。UnixBench 是一個類 Unix（Unix， BSD，Linux）系統下的開源性能測試工具，被廣泛用于測試 linux 系統主機的性能。 Unixbench 的主要測試項目有：系統調用、讀寫、進程、圖形化測試、2D、3D、管道、運算、C 庫等系統基準性能。測試結果為與基線系統測試結果相比較得到的指數值，基線系統為 SPARCstation 20-61，128MB RAM，Solaris2.3，此系統的指數值被設定為 10。如果一個系統的評測分數為 100，意味著此系統運行速度為基線系統的 10 倍。表

40、7：Unixbench 測試項目說明測試項目項目說明基準線Dhrystone 2 using register variables測試字符串處理116700.0lpsDouble-Precision Whetstone測試浮點數操作的速度和效率55.0MWIPSExecl Throughput此測試考察每秒鐘可以執行的 execl 系統調用的次數43.0lpsFile Copy 1024 bufsize 2000 maxblocks測試文件傳輸速率3960.0KBpsFile Copy 256 bufsize 500 maxblocks測試文件傳輸速率1655.0KBpsFile Copy 4

41、096 bufsize 8000 maxblocks測試文件傳輸速率5800.0KBpsPipe-based Context SwitchingPipe ThroughputProcess CreationShell Scripts (8 concurrent)測試兩個進程（每秒鐘）通過一個管道交換一個不斷增長的整數的次數一秒鐘內一個進程可以向一個管道寫 512 字節數據然后再讀回的次數測試每秒鐘一個進程可以創建子進程然后收回子進程的次數（子進程一定立即退出）測試一秒鐘內一個進程可以并發地開始一個shell 腳本的n 個拷貝的次數，n 一般取值1，2，4，812440.0lps4000.0lp

42、s126.0lpslpmSystem Call Overhead測試進入和離開操作系統內核的代價6.0lpm資料來源：CSDN，長江證券研究所圖 15：Unixbench 測試結果示意資料來源：CSDN，長江證券研究所測試結果表明：騰訊云星星海，華為云 Intel X86 及百度云 Intel X86 的性能排名靠前，而 ARM 架構 CPU 在此項測試下表現不如 X86 架構。性價比上騰訊云星星海及華為云 Intel X86 占據優勢。由于 Unixbench 并未針對多核服務器和云計算環境進行優化，跑分過程中基于 ARM 架構的服務器 CPU 占用率非常低，導致 ARM 架構服務器在此項測

43、試下表現低于平均水平，這也側面反映出 ARM 架構相比 X86 架構在軟件生態上仍處于劣勢。圖 16：云服務器上機 Unixbench 單核跑分及性價比資料來源：長江證券研究所圖 17：云服務器上機 Unixbench 雙核跑分及性價比資料來源：長江證券研究所Unixbench 部分子項目得分測試原理說明：Dhrystone 測試：測試聚焦在字符串處理，沒有浮點運算操作。這個測試用于測試鏈接器編譯、代碼優化、內存緩存、等待狀態、整數數據類型等。Whetstone 測試：用于測試浮點運算效率和速度。這項測試項目包含若干個科學計算的典型性能模塊，包含大量的C 語言函數,科學計算函數以及使用整數和浮

44、點的數學操作，包含數組訪問、條件分支和過程調用。文件讀寫測試：這項測試包括文件的讀、寫、復制測試，測試指標是一定時間內（默認是 10 秒）被重寫、讀、復制的字符數量。進程創建測試：這項測試衡量一個進程能產生子線程并且立即退出的次數，測試程序直接使用內存帶寬。這項測試用于大量的系統進程創建性能。系統調用消耗：這項測試衡量進入和離開系統內核的消耗。程序簡單重復的執行 getpid調用（返回調用的進程 id），并記錄調用進入和離開內核的執行時間。結果分析：測試結果為指數值，得分為 100 意味著速度或性能是基線系統的 10 倍。華為鯤鵬只有單線程測試結果，在此不予比較。從 AWS Intel X86

45、 和AWS ARM 的結果對比可以看出，盡管 GravitonCPU 上市時間比 AWS Intel X86 所用 CPU（Intel Xeon E5-2686 v4 2.3GHz）晚兩年，各項性能上仍低了約 20%。星星海服務器在浮點運算上存在短板。測試項目機型Dhrystone測試Whetstone測試 文件讀寫測試 進程創建測試 系統調用消耗測試表 8：Unixbench 子項目測試結果（雙核）AWS Intel X865461188747811402468AWS AMD X8634761420603717071271AWS ARM4008120434421047923騰訊云Intel

46、X864490144444631654950騰訊云AMD X86（星星海）3319572523611621923華為云Intel X8647691535690919702097華為鯤鵬4099127341899171274阿里云Intel X864692149755541846987優刻得Intel X8650401607387413051924金山云Intel X8670001613461719391077百度云Intel X8664841653561020142199資料來源：長江證券研究所硬盤讀寫性能測試：百度云 Intel X86 性能領先百度云 Intel X86 的硬盤讀寫速度最快

47、，但由于百度云服務器并未提供待機硬件不收費的服務，導致百度的待機費用最高，性價比相對最低。性價比最高的為阿里云 Intel X86。圖 18：云服務器上機硬盤讀寫速度及性價比資料來源：長江證券研究所實際帶寬測試：阿里云 Intel X86 最接近帶寬上限帶寬測試可能受本地網絡波動的影響，故該結果僅供參考。結果表明：阿里云 Intel X86的實測帶寬高于平均值 50%左右，并且性價比也最高，或與阿里云的 IDC 數據中心及三大運營商資本開支投入較大有關。華為云帶寬只達到上限的 50%。圖 19：云服務器上機實測帶寬及性價比資料來源：長江證券研究所測試結果匯總：X86 架構與ARM 架構互有優劣

48、由于架構及所用指令集不同，基于 X86 架構和 ARM 架構的 CPU 在不同性能的比較上互有優劣，并不存在簡單的替代關系，如 X86 架構在處理多媒體信息及高密度復雜計算等項目上表現更好，而 ARM 架構在多線程，簡單重復的指令執行上性能更優，并且通常功耗更低。從結果也可以看出，基于 ARM 架構的華為鯤鵬在性能上并不明顯弱于 X86架構,并且在質數運算性能和互斥鎖性能方面占有比較大的優勢，價格也相對便宜。圖 20：云服務器上機結果匯總矩陣資料來源：長江證券研究所服務器 CPU 國產化替代拐點已現國產 CPU 服務器采購份額上升2020 年 5 月 7 日，中國電信發布中國電信服務器（202

49、0 年）集中采購項目貨物招標集中資格預審公告，本次集中采購項目共分為 8 個標包，預估合計采購服務器數量 56314臺。其中 H 系列服務器要求采用鯤鵬 920 系列處理器或 Hygon Dhyana 系列處理器，這兩個系列服務器 CPU 為國產 CPU，占比接近 20%。表 9：中國電信服務器（2020 年）集中采購項目序號標包名稱產品名稱采購數量 （臺）1標包 1計算型服務器（I 系列）178292標包 2大數據型服務器（I 系列）134243標包 3分布式存儲型服務器（1 系列）54504標包 4冷存儲型服務器（I 系列）36975標包 5NFV 型服務器（I 系列）15646標包 6G

50、PU 型服務器（I 系列）27677標包 7服務器（A 系列）3988標包 8服務器（H 系列）11185總計56314資料來源：中國電信陽光采購網，長江證券研究所（注：上述采購數量為預估量）對比中國電信服務器（2020 年）集采項目標包 8 中包含的技術分類指標和前面標包 1至標包 6 的類型，可以發現標包 8 中類型涵蓋里前面標包 1 至 6 中所有的服務器類別并額外有全閃分布式塊存儲型。首先說明基于國產 CPU 計算平臺服務器可以全系列對標海外 CPU 平臺產品，同時意味著如果此次基于國產計算平臺的各類產品效果較好，未來或將全面開展全系列大規模替換。技術指標分類CPU 類型和 GPU 類

51、型具體要求表 10：投標產品應符合中國電信相關技術要求，并滿足關鍵技術指標計算型（H 系列）-模型一采用鯤鵬 920 系列處理器或 Hygon Dhyana 系列處理器，支持數量為 2 顆分布式塊存儲型（H 系列）-模型二采用鯤鵬 920 系列處理器或 Hygon Dhyana 系列處理器，支持數量為 2 顆全閃分布式塊存儲型（H 系列）-模型三采用鯤鵬 920 系列處理器或 Hygon Dhyana 系列處理器，支持數量為 2 顆冷存儲型（H 系列）-模型四采用鯤鵬 920 系列處理器或 Hygon Dhyana 系列處理器，支持數量為 2 顆大數據型（H 系列）-模型五采用鯤鵬 920 系

52、列處理器或 Hygon Dhyana 系列處理器，支持數量為 2 顆NFV 型（H 系列）-模型六采用鯤鵬 920 系列處理器或 Hygon Dhyana 系列處理器，支持數量為 2 顆采用鯤鵬 920 系列處理器，支持數量為 4 顆，配置 HUAWEI Ascend 910 或Atlas 300 系列，支持數量8 塊；GPU 型（H 系列）-模型七資料來源：中國電信陽光采購網，長江證券研究所采用 Hygon Dhyana 系列處理器，支持數量為 2 顆，配置 NVIDIA GPU 卡，支持數量8 塊中國移動采購與招標網上 2020 年截至當前已經有兩次人工智能通用計算型設備集采中標人公示，其中 2019 至 2020 年批次招標推理型典配置需求 150 臺套，2020 年至 2021年批次招標推理型和訓練型各 1000 套。2020 年 2 月 17 日，中國移動招標人工智能推理型和訓練型服務器各 1000 臺，3 月 27日開標（實際上 5 月 8 日上掛網公開），華為中標金額 2.98 億元（中標份額 50%，對應 1000 臺，單價 29.8 萬元/臺），浪潮信息中標金額 1.89 億元（中標份額 30%，對應600