Server-CPU, die Wende ist gekommen

„Bis 2030 wird der Wert der Halbleiter für Server in Datencentern 500 Milliarden US-Dollar erreichen.“ Diese Prognose der Marktforschungsinstitution Yole deutet auf einen schnell expandierenden Markt hin. Und Mario Morales, Vizepräsident für Halbleiterforschung bei IDC, ist noch direkter: „In den nächsten fünf Jahren wird der Datencenterbereich der am schnellsten wachsende Sektor der gesamten Halbleiterbranche sein.“

Scheinbar hat niemand Bedenken gegen den Datencenter-Markt.

Als Kernkomponente von Datencentern gewinnen Server-CPUs immer mehr an Bedeutung und Komplexität.

 01 Server-CPUs: Ein Feld der Veränderungen

Im Bereich der Server-CPUs gibt es derzeit eine stille Architekturrevolution zwischen x86, ARM und RISC-V. In den Märkten der verschiedenen Architekturen breiten sich ungewöhnliche Veränderungen aus.

Die x86-Architektur: Machtstrukturen werden neu geformt

In den letzten zehn Jahren hat die x86-Architektur in der Server-CPU-Branche die Dominanz inne. Intel hat dank seiner tiefgreifenden technologischen Expertise und des ausgebauten Ökosystems diesen Markt fast allein beherrscht und eine unerschütterliche Branchenstruktur geschaffen.

Doch diese stabile Situation beginnt sich langsam zu ändern.

Im zweiten Quartal hatte Intel immer noch den größten Marktanteil bei der Server-CPU-Verkaufszahl mit 72,7 %, wobei dieser Anteil sowohl im Vergleich zum Vorjahr als auch zum Vorquartal sank.

Im Gegensatz dazu konnte AMD im ersten Quartal 2025 dank der neuen EPYC-Plattform ein starkes Wachstum von 3,6 % gegenüber dem Vorjahr und 2,1 % gegenüber dem Vorquartal verzeichnen. Im zweiten Quartal erreichte das Unternehmen einen Marktanteil von 27,3 %.

Die Geschichte von AMD im Server-CPU-Markt ist eine beeindruckende Aufstiegsgeschichte. Seit 2017 hat AMD mit der Einführung der EPYC-Prozessoren seinen Platz im Markt festigt. Damals hatte AMD noch keine konkurrenzfähigen Produkte und einen nahezu verschwindenden Marktanteil.

Nach der Ernennung von Lisa Su als CEO hat AMD den Workstation-Markt als strategische Priorität festgelegt und die EPYC-Serie mit der Zen-Architektur eingeführt. Innerhalb weniger Jahre hat die EPYC-Produktlinie AMD zu einem massiven Markteintritt verholfen. Marktanalysen zeigen, dass AMD 2026 der größte x86-CPU-Lieferant für Datencenter werden könnte.

Lisa Su erklärte in einem kürzlichen Interview, dass das Unternehmen seinen Einfluss im Server-CPU-Markt stetig erweitert und Partner von Techriesen wie Microsoft und Amazon geworden ist. Sowohl der Marktanteil als auch die Einnahmen haben neue Höchstwerte erreicht.

Su betonte, dass viele Kunden AMD inzwischen als strategischen CPU-Lieferanten ansehen. Seine Marktposition im Bereich der Datencenter-CPUs kann mit der Dominanz von NVIDIA im Bereich der Künstlichen Intelligenz-Beschleuniger verglichen werden.

Arm: Ein Wachstum von 70,0 %

Seit 2018 hat Arm mit der Einführung von IP-Kernen wie Neoverse N/V/E die Leistung der x86-Server-CPUs immer mehr eingeholt und sich in Bezug auf Energieeffizienz und Kosten als vorteilhaft erwiesen. Dieser Trend stimmt mit der Tendenz von Cloud-Anbietern überein, eigene Arm-Server-CPUs zu entwickeln.

Der Hauptvorteil von Arm-Servern liegt in ihrer energieeffizienten Architektur, die besonders für Anwendungen wie KI-Training und Edge Computing geeignet ist.

Amazon AWS war der erste Cloud-Anbieter, der Arm-CPUs in großem Maßstab einsetzte. Seit der Einführung von Graviton im Jahr 2018 hat die vierte Generation dieser Prozessoren bereits über 2 Millionen Einheiten verkauft.

Google Cloud und Microsoft Azure haben ebenfalls eigene Arm-basierte Prozessoren, Axion und Cobalt, entwickelt, die speziell für ihre Kernservices optimiert sind. Interne Tests haben gezeigt, dass diese Prozessoren im Vergleich zu x86-Prozessoren eine um 30 % bis 60 % höhere Effizienz aufweisen.

Es gibt auch Chip-Hersteller wie Ampere Computing, die ausschließlich Arm-Server-CPUs anbieten.

Darüber hinaus hat die Einführung von Produkten wie NVIDIA Grace eine größere Aufmerksamkeit auf Arm-Server gelenkt.

Seit der Einführung von NVIDIA Grace im Jahr 2022 hat diese Arm-basierte Lösung eine einzigartige Synergie mit NVIDIA-GPUs gezeigt. Durch die NVLink-Technologie können Grace und die GPUs eine gemeinsame Speicherverwaltung und Task-Scheduling ermöglichen. Bemerkenswerterweise ist Grace die einzige Plattform, die mit der neuen NVLink 72-Struktur kompatibel ist.

Die tatsächlichen Implementierungen von Grace CPU zeigen die enge Bindung der KI-Berechnung an die Arm-Architektur. Beispielsweise wird erwartet, dass 2025 etwa 5 Millionen Blackwell-GPUs verkauft werden. Bei einem Verhältnis von einem Grace CPU auf zwei GPUs bedeutet dies, dass 2,5 Millionen Grace-Chips eingesetzt werden werden. Somit wird der Marktanteil von Arm weiterhin wachsen.

Nach IDC-Analysen wird der x86-Server-Markt 2025 weiterhin das Wachstum vorantreiben, mit einem geschätzten Anstieg von 39,9 %. Der Gesamtmarkt wird auf 283,9 Milliarden US-Dollar geschätzt. Aufgrund seiner Kompatibilität und der breiten Anwendungsgebiete bleibt die x86-Architektur die erste Wahl für Unternehmen, insbesondere in der Cloud-Computing- und Datencenter-Branche. Dennoch sollte der nicht-x86-Server-Markt nicht vernachlässigt werden. Es wird erwartet, dass dieser Markt um 63,7 % wächst und einen Gesamtmarkt von 82 Milliarden US-Dollar erreicht. Insbesondere die Arm-Server werden ein starkes Wachstum von 70,0 % verzeichnen und 21,1 % des weltweiten Absatzes ausmachen.

Dies liegt jedoch noch weit hinter den Zielen des Chip-Designers. Mohamed Awad, Leiter der Infrastruktur bei Arm, erklärte im April, dass Arm-Server 2025 50 % des weltweiten Absatzes erreichen und bis Ende des Jahres die Hälfte der weltweiten Einnahmen im Bereich der Datencenter-CPUs erzielen würden.

Einige Analysten stimmen dieser Prognose nicht zu. Manoj Sukumaran von Omdia glaubt, dass bis 2025 Arm-basierte CPUs nur 20 % bis 23 % des weltweiten Datencenter-Marktes ausmachen werden, und nicht die behaupteten 50 %.

Trotzdem ist es offensichtlich, dass Arm in einem von x86 dominierten Markt seinen Einfluss und Marktanteil stetig ausweitet und eine zunehmende Herausforderung für x86 darstellt.

RISC-V: Ein neues Konzept gewinnt an Popularität

Neben den etablierten x86- und Arm-Architekturen ziehen Server-CPUs auf Basis der RISC-V-Architektur zunehmend die Aufmerksamkeit auf sich.

Als neue Architektur hat RISC-V derzeit noch nicht den Einfluss von Arm.

RISC-V hat sich in der Vergangenheit insbesondere im Bereich des Internet der Dinge, wo Energieeffizienz im Vordergrund steht, bewährt. Dies bedeutet jedoch nicht, dass RISC-V nicht auch in Märkten wie PCs und Servern, die höhere Leistung erfordern, erfolgreich sein kann.

Im Gegensatz zu den lizenzpflichtigen x86- und ARM-Architekturen zeichnet sich RISC-V durch seine Einfachheit und Open-Source-Natur aus. Dies ermöglicht die Entwicklung von spezialisierten Chips und umgeht die hohen Lizenzkosten und die Schwierigkeiten bei der Anpassung der x86- und ARM-Architekturen.

Als Open-Source-Standard kann RISC-V von jedem frei verwendet, modifiziert und erweitert werden, ohne dass Lizenzgebühren anfallen. Das Ziel der Architektur ist es, eine einfache, erweiterbare und flexible Befehlssatzarchitektur zu bieten. Die modulare Natur von RISC-V ermöglicht es Benutzern, Befehlssätze nach Bedarf anzupassen, was es für Anwendungen von eingebetteten Mikrocontrollern bis hin zur Hochleistungsrechnung geeignet macht.

Xuantie, eine Marke von Alibaba's DAMO Academy, hat sich als Pionier im RISC-V-Markt etabliert. 2018 veröffentlichte die Firma den ersten RISC-V-Prozessor-IP, den Xuantie E902. 2019 folgte der Xuantie C910 mit einer Taktfrequenz von bis zu 2,5 GHz, der die Leistungsrekorde der RISC-V-Prozessoren aufbrach. Im November 2023 stellte Xuantie den C920 vor, der eine Taktfrequenz von 3 GHz erreicht.

Im Februar dieses Jahres kündigte Xuantie die Einführung des ersten Server-CPU-IP-Kerns auf Basis der RISC-V-Architektur, den Xuantie C930, an. Die Lieferungen begannen im März.

Ein Technologieforscher von DAMO Academy erklärte: „Genau wie die x86- und Arm-Architekturen haben ihre Killer-Apps, könnte die Kombination von Hochleistungsrechnung und Künstlicher Intelligenz die Killer-App für RISC-V werden. Dies ist der unterschiedliche Vorteil von RISC-V.“

Im März dieses Jahres stellte die chinesische Firma RiseKernel ein neues Hochleistungs-RISC-V-Server-Chip, den Lingyu-Prozessor, vor. Der Chip bietet eine Architektur mit 32 CPU-Kernen und 8 LPU-Kernen und erreicht eine Leistung, die mit internationalen Standard-Chips wie Intel und AMD vergleichbar ist.

Andere Unternehmen haben ebenfalls in den Bereich der RISC-V-Server-CPUs investiert. Bereits im Dezember 2022 hat die Firma Ventana den ersten RISC-V-basierten Server-CPU, den Veyron V1, vorgestellt.

Die Anwendungsmöglichkeiten von RISC-V-Server-CPUs haben die Aufmerksamkeit der Branche auf sich gezogen. Zhang Xiantao, Präsident der Alibaba Cloud Wuying Division, sagte: „Ich glaube, dass nach 5 bis 8 Jahren die breite Anwendung von RISC-V in Servern keine Probleme bereiten wird.“

Xun Dandan, CEO von MicroCore, betonte, dass die Hochleistungsrechnung der Schlüssel zum Erfolg von RISC-V ist. „In der Vergangenheit war RISC-V hauptsächlich auf das AIoT-Bereich ausgerichtet. Der Markt für kostengünstige und niedrigleistungsfähige Produkte ist bereits gesättigt. Um sich zu entwickeln, muss die RISC-V-Industrie auf die neuen Anwendungen in der Hochleistungsrechnung (Server, KI-Berechnung) setzen.“

 02 Server-CPUs: Neue Mitstreiter

Angetrieben vom Wachstum des Server-Marktes wird der Wettbewerb im Bereich der Server-CPUs noch intensiver. Zwei weitere Chip-Giganten setzen ebenfalls auf die Arm-Architektur.

Qualcomm: Rückkehr in den Server-Chip-Markt

Qualcomm hat seit Jahren an der Entwicklung von Server-CPUs gearbeitet.

2016 führte Qualcomm den Centriq Server-CPU ein. Aufgrund des schwachen Ökosystems der Arm-Server und internen Schwierigkeiten wie Patentstreitigkeiten und einem Übernahmeanfall musste Qualcomm 2018 seine Server-Business einstellen. Später erwarb Qualcomm die Startup Nuvia, die sich auf die Entwicklung von Arm-basierten Server-CPUs spezialisiert hatte.

Zu Beginn dieses Jahres gab Qualcomm bekannt, dass sein Datencenter-Team an einer „hochleistungsfähigen und energieeffizienten Server-Lösung“ arbeitet, die die Anforderungen von Datencenter-Anwendungen erfüllt.

Im Juni 2025 kündigte Qualcomm die Übernahme von Alphawave Semi an. Der Unternehmenswert der Transaktion beläuft sich auf 2,4 Milliarden US-Dollar. Alphawave Semi ist ein Marktführer in der Entwicklung von Halbleiter-IPs für Hochgeschwindigkeitsverbindungen und Computetechnologien. Die Produkte von Alphawave Semi ermöglichen eine schnellere und zuverlässigere Datenübertragung bei niedrigerem Energieverbrauch.

Qualcomm erklärte, dass die Übernahme von Alphawave Semi den Markteintritt in den Server-Datencenter-Bereich beschleunigen soll. Das Oryon CPU und das Hexagon NPU von Qualcomm können die steigenden Anforderungen an Hochleistungsrechnung und Energieeffizienz erfüllen, die insbesondere durch die KI-Inferenz und die Tendenz zu benutzerdefinierten CPUs in Datencentern angetrieben werden.

Bei der jüngsten Quartalsbesprechung bestätigte Qualcomm, dass es sich mit einem großen Cloud-Anbieter über neue Server-Chips in intensiven Verhandlungen befinde. Die ersten Einnahmen werden 2028 erwartet.

NVIDIA CPU: Neue Erfolge

NVIDIA, ein Marktführer im Bereich der Grafikkarten, hat auch im Bereich der CPUs eine beeindruckende Präsenz. Das NVIDIA Grace CPU ist ein revolutionärer Arm-CPU, der eine hohe Leistung und Energieeffizienz bietet. Der CPU kann entweder mit NVIDIA-GPUs kombiniert werden, um die Rechenleistung zu erhöhen, oder als unabhängiger Server-CPU eingesetzt werden. Das NVIDIA Grace CPU bildet die Grundlage für die nächste Generation von Datencentern und kann in verschiedenen Konfigurationen eingesetzt werden, um die Bedürfnisse unterschiedlicher Datencenter zu erfüllen.

Während der CES 2025 hat NVIDIA das erste persönliche Supercomputer, das Project DIGITS, vorgestellt. Das System ist mit dem NVIDIA GB10 Grace Blackwell Superchip ausgestattet, das aus einem Blackwell GPU und einem Grace CPU besteht. Das System verfügt über 128 GB LPDDR5X-Speicher und 1 TB/4 TB NVMe SSD und kann große Sprachmodelle mit über 200 Milliarden Parametern ausführen.

Der GB10 Grace Blackwell Superchip ist mit den neuesten CUDA-Kernen und fünften Generation Tensor-Kernen von NVIDIA ausgestattet und bietet eine KI-Leistung von bis zu 1 Petaflop. Durch die NVLink-C2C-Technologie kann der Chip mit dem energieeffizienten NVIDIA Grace CPU verbunden werden. Der Grace CPU besteht aus 20 Leistungskernen auf Basis der Arm-Architektur, die von NVIDIA und MediaTek, einem Marktführer in der System-on-a-Chip-Design, gemeinsam entwickelt wurden. Der GB10-Chip bietet eine hervorragende Leistung, Energieeffizienz und Konnektivität.

Diese Beispiele zeigen, dass die Arm-Architektur ideal für Datencenter-Anwendungen ist.

Ob Arm jemals die Dominanz der x86-Architektur erreichen kann, ist noch ungewiss. Aber aufgrund seiner Vorteile in Bezug auf Energieeffizienz und Kosten und der zunehmenden Anzahl von Anwendern wird Arm sicherlich einen wichtigen Platz im Server-Markt einnehmen. Mit der zunehmenden Vielfalt der Rechenanforderungen in der Cloud-Computing- und Edge-Computing-Branche wird die