Marvell Technology——从 ThunderX 到数据中心定制计算
Marvell Technology 是一家美国无晶圆厂半导体公司，成立于 1995 年，总部位于美国加利福尼亚州 Santa Clara。与 Intel、AMD 这类以通用 CPU 为核心业务的企业不同，Marvell 长期专注于数据基础设施芯片，包括计算、网络、存储、DPU、CXL、光互连以及定制芯片。进入 AI 数据中心时代以后，Marvell 的定位进一步向 Custom Silicon 和高速互连方向集中。
如果只从“电脑 CPU”角度观察 Marvell，很容易低估这家公司。
Marvell 真正特殊的地方，是它长期参与了：
多核网络处理器
DPU
安全处理器
5G 基础设施处理器
数据中心定制 CPU
等多个领域。
特别是在 Arm 服务器 CPU 的发展历史上，Marvell 是一家非常值得关注的公司。
Marvell 从哪里来？
Marvell 由 Sehat Sutardja、Weili Dai 和 Pantas Sutardja 于 1995 年创立。
公司早期最重要的业务之一是硬盘控制和数据存储芯片，后来逐渐进入以太网、通信、无线、网络处理器和各种基础设施芯片市场。
因此，与很多 CPU 公司不同，Marvell 并不是从 PC 微处理器起家。
它的发展路线更接近：
Storage
↓
Networking
↓
Embedded Processor
↓
Data Center
↓
Custom Compute
↓
AI Infrastructure
这条路线决定了 Marvell 后来的 CPU 产品通常都与网络、存储和数据中心基础设施紧密结合。
Cavium 收购改变了 Marvell 的 CPU 地位
Marvell CPU 历史中一个非常重要的转折点发生在 2018 年。
2018 年 7 月，Marvell 完成了对 Cavium 的收购。Cavium 原本就是全球重要的网络处理器、Arm 服务器处理器和安全芯片企业。
通过这次收购，Marvell 获得了几个非常重要的处理器系列，包括：
ThunderX
OCTEON
NITROX
以及相关的服务器、网络和安全处理器技术。
这使 Marvell 一跃成为 Arm 数据中心 CPU 领域的重要参与者。
ThunderX：挑战 x86 服务器 CPU
ThunderX 最早是 Cavium 开发的 Arm 服务器处理器系列。
它的目标非常明确：
把 Arm 架构从手机和嵌入式系统带进服务器。
ThunderX 使用 64 位 Arm 架构，面向：
云服务器
Web Server
存储服务器
网络功能虚拟化
高性能计算
等数据中心应用。Marvell 后来的官方文件也将 ThunderX 定义为面向云和数据中心服务器的高度集成多核 SoC 处理器系列。
在当时，服务器 CPU 市场几乎完全由 Intel Xeon 主导，因此 ThunderX 的意义并不只是多了一款 CPU。
它实际上是在挑战一个长期存在的问题：
服务器是不是一定要使用 x86？
ThunderX2：Arm 服务器真正进入高性能市场
ThunderX2 是这个系列最具有代表性的产品之一。
ThunderX2 是第二代 Armv8 服务器处理器，能够支持双路服务器配置，并重点提高计算性能、内存带宽、I/O 和内存容量。
Marvell 将 ThunderX2 定位于：
Cloud
HPC
Enterprise Server
Data Center
等高性能场景。
与很多早期 Arm 服务器芯片不同，ThunderX2 不再只是强调“低功耗”。
它开始直接讨论：
性能
内存带宽
双路服务器
HPC
以及与 x86 服务器竞争的问题。
Marvell 后来将 ThunderX2 称为第一批真正能够在双路服务器环境中与 x86 方案正面竞争的 Arm 服务器处理器之一。
ThunderX2 进入 Microsoft Azure
ThunderX2 还进入了大型云计算环境。
2019 年，Marvell 宣布 Microsoft Azure 已部署 ThunderX2 系统用于 Arm 服务器开发。
这件事情的意义很重要。
因为服务器 CPU 能否成功，并不仅仅取决于处理器本身。
还需要：
编译器
虚拟机
Container
数据库
云平台
开发工具
服务器硬件
全部形成生态。
ThunderX2 帮助证明 Arm 已经开始具备进入大型数据中心的技术条件。
ThunderX2 与 HPC
ThunderX2 也进入了高性能计算领域。
例如，美国 Sandia National Laboratories 的 Astra 超级计算机使用了 Arm 服务器处理器平台。Marvell 在介绍 ThunderX3 时，也把 Microsoft Azure 和 Astra HPC 系统列为 ThunderX2 的代表性部署。
这说明 ThunderX2 的目标并不是简单的低端 Web Server。
它开始向真正的高性能 CPU 市场发展。
ThunderX3：96 核 Arm 服务器 CPU
2020 年，Marvell 公布了第三代服务器处理器：
ThunderX3。
这是 Marvell 当时非常有野心的一款 CPU。
ThunderX3 使用 TSMC 7P 工艺，最高配置达到 96 个 CPU 核心。
更特别的是：
每个核心支持 4 个硬件线程。
因此，一颗最高配置 ThunderX3 可以支持：
96 cores
384 threads
这在服务器 CPU 中是一个非常激进的设计。
为什么 ThunderX3 使用 4-Way SMT？
很多现代服务器 CPU 通常使用 SMT2，也就是一个核心运行两个硬件线程。
ThunderX3 则采用了最多四线程设计。
原因与它的目标工作负载有关。
Marvell 当时瞄准的是：
Big Data
Database
Media Streaming
Web Tier
Elastic Search
Cloud Storage
HPC
等高度并行的服务器工作负载。
这些应用不一定需要每一个核心拥有极高的单线程性能。
但它们非常需要：
大量线程
高吞吐量
高内存带宽
高 I/O 能力。
因此 ThunderX3 的设计思想更接近：
Throughput First
也就是优先提高整个服务器的总处理能力。
ThunderX3 的内存与 I/O
ThunderX3 支持 8 通道 DDR4-3200 内存，并提供 64 条 PCIe 4.0 Lane，同时支持单路和双路服务器配置。
服务器处理器不仅需要很多 CPU 核心。
还必须解决：
内存容量
内存带宽
PCIe 通道
网络设备
SSD
加速卡
多 CPU 互连
等大量系统问题。
因此，服务器 CPU 本质上是整个数据中心节点的核心。
ThunderX3 为什么后来没有成为主流通用服务器 CPU？
ThunderX3 的故事非常有意思。
就在 ThunderX3 推进期间，Marvell 对 Arm 服务器 CPU 战略进行了调整。
2020 年 8 月，Marvell 官方宣布改变 ThunderX 产品战略。
Marvell 的判断是：
Arm 服务器 CPU 最大的机会，并不一定是像 Intel Xeon 或 AMD EPYC 一样，生产一种标准化处理器卖给所有服务器客户。
真正更大的机会可能来自：
Custom CPU。
也就是针对超大规模数据中心客户，为具体工作负载设计专门的 Arm 处理器。
这实际上是一次非常重要的战略转向。
从“卖标准 CPU”变成“帮客户设计 CPU”
传统 CPU 商业模式是：
Intel 设计 Xeon
↓
服务器厂商购买
↓
云计算公司购买服务器
但超大规模云计算公司越来越倾向于：
自己定义处理器需求
↓
选择 CPU IP
↓
加入自己的加速器和 I/O
↓
让芯片公司帮助完成 SoC
Marvell 因此判断，未来 Arm 数据中心处理器的重要方向不是只有标准 CPU，而是：
Custom Silicon。
这也是为什么今天 Marvell 很少再与 Intel、AMD 直接比较某一款 ThunderX CPU。
它已经把大量处理器设计能力转移到了客户定制芯片市场。
Marvell 的 CPU 技术并没有消失
ThunderX 通用服务器产品路线发生变化，并不代表 Marvell 退出了 CPU。
恰恰相反。
CPU 已经被整合进 Marvell 更大的数据基础设施芯片战略中。
截至 2026 年，Marvell 官方对数据中心业务的描述明确包括：
AI accelerators
Custom CPUs
High-speed interconnects
Network switches
Storage
Memory devices
等产品类别。
也就是说，Marvell 今天仍然是一家重要的 CPU 技术企业。
只是它已经不再以公开销售标准服务器 CPU 为主要模式。
OCTEON：Marvell 另一条非常重要的处理器路线
如果只关注 ThunderX，会忽略 Marvell 另一项非常重要的处理器资产：
OCTEON。
OCTEON 最初也是 Cavium 的核心产品系列。
早期 OCTEON 使用 MIPS64 架构，主要用于：
Router
Firewall
Security Appliance
Storage
Telecom
Networking
等领域。
后来 OCTEON 逐渐转向 Arm 架构，并发展成为 Marvell 的 DPU 平台。
OCTEON TX2
OCTEON TX2 是一个典型例子。
Marvell 的 OCTEON TX2 系列采用 64 位 Arm 架构，部分型号最高可以集成 36 个 Arm CPU 核心，同时结合大量专用硬件加速器。
这些处理器不是为了运行 Windows Desktop。
它们用于：
Networking
Security
Storage
Cloud Infrastructure
5G
SmartNIC
等数据基础设施工作负载。
这体现了 Marvell 非常典型的一种设计思想：
CPU + Hardware Accelerator。
OCTEON 10：Arm Neoverse 进入 DPU
OCTEON 10 则进一步采用 Arm Neoverse N2 CPU 核心。
Marvell 将 OCTEON 10 定位为面向云、5G、企业网络和数据中心的 DPU 平台，并采用 5nm 工艺。
部分 OCTEON 10 产品可以集成多达 24 个 Arm Neoverse N2 服务器级 CPU 核心，同时再加入：
网络处理
安全加速
数据包处理
AI/ML 加速
高速 SerDes
等专用模块。
因此，现代 DPU 已经可以看成：
Network Processor
Security Accelerator
Storage Accelerator
Programmable Infrastructure Engine
的结合。
DPU 为什么越来越重要？
传统服务器主要依赖 CPU 处理所有任务。
但现代数据中心需要处理大量：
网络数据包
存储协议
加密
防火墙
虚拟交换机
虚拟化
安全管理
数据压缩
等基础设施工作。
如果所有这些任务都由主 CPU 完成，就会占用大量 CPU 资源。
DPU 的思想就是把这些任务卸载出去。
这样主 CPU 可以把更多计算能力留给：
数据库
Web Applications
Scientific Computing
等真正的应用程序。
这也是为什么 NVIDIA、AMD、Intel、Marvell 等企业都在发展类似的基础设施处理器。
Structera：CPU 开始靠近内存
Marvell 近年的另一个有趣方向是 Structera CXL 产品。
Structera A 是一种 Near-Memory Accelerator，也就是近内存加速器。
Marvell 的 Structera A 产品整合了 16 个 Arm Neoverse V2 CPU 核心，同时结合 CXL 和多个内存通道。
它的基本思想是：
不要总是把所有数据搬到主 CPU。
有些计算可以直接放到靠近内存的位置执行。
这能够降低数据移动带来的：
Latency
Bandwidth Pressure
Energy Consumption。
这也是现代计算机体系结构正在发生的一个重要变化：
计算不一定全部集中在主 CPU 中。
CPU 核心正在逐渐分布到：
DPU
CXL Device
Storage
SmartNIC
Memory Accelerator
等不同位置。
Marvell 与 AI 数据中心
今天的 Marvell 已经把 AI Infrastructure 作为公司最重要的发展方向之一。
但 Marvell 与 NVIDIA 的路线不同。
NVIDIA 的核心是 GPU 和 AI Accelerator。
Marvell 更集中在 AI 数据中心背后的基础设施，包括：
Custom Compute
Network Switch
Optical Interconnect
DSP
SerDes
CXL
DPU
Storage
等领域。
简单来说：
而 Marvell 更希望解决：
这些 GPU 怎样连接？
数据怎样进入 GPU？
GPU 集群怎样交换数据？
存储怎样连接？
内存怎样扩展？
云厂商怎样设计自己的 CPU 或加速器？
这些问题。
Custom Silicon 是 Marvell 的核心方向
Marvell 今天越来越重要的一项能力，就是帮助大型客户设计定制芯片。
传统芯片市场通常是：
芯片公司设计产品
↓
客户选择产品
而 Custom Silicon 的方式变成：
客户提出架构需求
↓
Marvell 提供 IP 和芯片设计能力
↓
针对客户应用进行优化
这特别适合 Hyperscaler。
因为 Google、Microsoft、Amazon、Meta 等超大规模数据中心拥有巨大的计算规模。
即使把每台服务器的功耗降低一点点，放大到数十万甚至数百万台服务器后，都可能产生非常大的成本差异。
Marvell 因此认为，越来越多的数据中心芯片将变成针对具体客户和具体工作负载设计的 Custom Silicon。
Marvell 与 Intel、AMD 有什么不同？
设计通用 CPU。
例如：
Xeon
EPYC
然后把相同的处理器平台提供给大量客户。
Marvell 的路线越来越接近：
为少量超大型客户设计高度定制的芯片。
因此，如果从 CPU 企业目录来看，Marvell 与 Intel、AMD 的定位有明显不同。
Standard General-Purpose CPU
Marvell：
Custom Compute + Infrastructure Processor
这也是未来半导体行业一个非常值得观察的变化。
Marvell 与 Arm 的关系
Arm 架构贯穿 Marvell 现代处理器战略。
从：
ThunderX
ThunderX2
ThunderX3
OCTEON TX
OCTEON 10
Structera
再到各种 Custom Compute 项目，
都可以看到 Arm 技术的重要作用。
Arm 的优势在于：
客户可以围绕 CPU 核心设计自己的 SoC。
因此它天然非常适合：
Cloud
DPU
Networking
5G
Custom Silicon
这种高度定制化的市场。
Marvell 的主要竞争对手
Marvell 所处的市场非常广，因此竞争对手也很多。
在服务器 CPU 和 Custom Compute 领域，会遇到：
Ampere
以及各种 Hyperscaler 自研芯片。
在 DPU 和基础设施处理器市场，则会遇到：
等企业。
在网络交换和高速互连领域，竞争又会扩展到更多大型半导体公司。
这也是 Marvell 的一个特点：
它不是只在一个芯片市场竞争。
而是在整个数据基础设施中占据多个关键位置。
Marvell 的优势
Marvell 最大的优势不是拥有某一颗特别著名的桌面 CPU。
它真正的优势是掌握大量数据中心基础技术。
包括：
Custom Silicon
DPU
Network Processor
Ethernet
Switching
SerDes
Optical Interconnect
Storage Controller
CXL
Security Processor
这些技术组合在一起，对 AI 数据中心尤其重要。
现代数据中心的竞争已经不再只是：
CPU 有多快？
而是整个系统：
Network
Storage
Optics
如何共同工作。
这正是 Marvell 擅长的领域。
Marvell 面临的挑战
Marvell 也面临一个明显问题。
与 Intel、AMD 和 NVIDIA 相比，普通用户很少知道 Marvell。
因为很多 Marvell 芯片并不会直接出现在消费者面前。
用户可能不会购买一颗：
“Marvell CPU”
但数据中心服务器、网络设备、SSD、5G 基站和云基础设施内部，却可能使用 Marvell 的芯片。
另外，Custom Silicon 市场通常高度依赖少数大型客户。
这种商业模式虽然项目规模巨大，但客户集中度、技术投入和产品周期也可能带来较高风险。
Marvell 在 CPU 行业中的定位
如果给 Marvell 一个比较准确的 CPU 行业定位，可以称它为：
数据基础设施处理器企业
DPU 企业
网络处理器企业
定制 CPU 与 Custom Silicon 企业
它并不是一家传统 PC CPU 公司。
Marvell 真正重要的地方，是它参与了 CPU 从“通用处理器”向“异构计算和专用基础设施处理器”演进的过程。
从 ThunderX 看 CPU 行业的变化
ThunderX 的发展历史其实非常值得研究。
最初的问题是：
Arm 能不能进入服务器？
ThunderX 和 ThunderX2 证明：
可以。
随后问题变成：
Arm 是否需要完全复制 Intel Xeon 的商业模式？
Marvell 后来的答案是：
不一定。
于是路线逐渐从：
转向：
再进一步发展到：
CPU + DPU + Accelerator + CXL + Custom Silicon。
这正是现代数据中心芯片发展的一个缩影。
总结
Marvell Technology 是全球 CPU 行业中一家公司非常特别的企业。
它没有 Intel Core。
但它在 Arm 服务器和数据中心处理器历史上留下了非常重要的一页。
ThunderX 开始探索 Arm Server。
ThunderX2 证明 Arm 可以进入真正的双路服务器和 HPC 市场。
ThunderX3 把核心数量提高到 96 核，并展示了极具进取性的服务器 CPU 架构。
随后 Marvell 做出了一个非常重要的战略选择：
与其继续单纯制造一种标准 CPU 与 Intel 和 AMD 正面竞争，不如把 CPU 设计能力与网络、存储、DPU、高速 I/O 和先进制程结合起来，为大型数据中心设计 Custom Silicon。
今天的 Marvell 因此已经不能简单理解成一家“CPU 公司”。
更准确地说，它是一家：
Data Infrastructure Semiconductor Company。
在 AI 数据中心时代，计算正在从单一 CPU 逐渐演变为：
GPU / XPU
DPU
CXL
Network
Custom Accelerators。
而 Marvell 正好处在这种体系结构变化的核心位置。