嘉楠耘智世界領先,專用晶片和通用晶片的差異到底在哪?
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年銷售額破13億元,盈利4.7億元,計劃赴港IPO,全球首個7nm晶片成功量產,嘉楠耘智這家集成電路晶片設計公司的風頭一時盛極。
而國產CPU晶片這邊,兆芯,海光等企業即使在國家的重點扶持之下,生產出的CPU卻只能運行office辦公軟體,運行起複雜些的遊戲就開始吃力,更不用說近來大火,對配置要求較高的「吃雞」了。
為什麼國家重點扶持了近20年的國產CPU晶片一直默默無聞,無法趕上世界領先水平,而一家賣礦機的公司,卻在幾年裡已實現年盈利4.7億,全球首發最先進的7nm晶片的壯舉?
這還要從當年的「南瓜張」說起。
鑽研FPGA,成為「南瓜張」,成立嘉楠耘智
時間回溯到2011年,彼時張楠賡還是在北航攻讀計算機專業的一名在校研究生,學的是集成電路設計,就像許多工科男一樣,生活很無聊。
他經常用動漫來打發時間,一年能看500多部。
在一次偶然的機會,他了解到了比特幣,當他知曉比特幣的運行原理之後,開始思考研製專門供比特幣挖礦使用的機器。
此時的比特幣已經從個人CPU挖礦時代進入了GPU挖礦時代,並開始進入區域可編程門陣列 (FPGA)
時代。
零散的顯卡組裝列陣不能滿足礦工們的「挖礦」需求,計算機設備似乎已經被應用到極限程度,這時就需要產生專門供廣大比特幣礦工們進行挖礦的「定製設備」。
而這正好是學習集成電路設計的工科男張楠賡的專業領域,於是他開始用業餘時間研究起FPGA型礦機來,同時在比特幣社區以ngzhang的ID參與社區討論,於是社區的人便根據拼音給他起了外號「南瓜張」。
在對FPGA型礦機有一定研究後,張楠賡開始為外國人訂製FPGA型礦機。
當時在他看來,這只是簡單的「勤工儉學」而已。
然而這樣的日子沒有維持多久,就被一則國外的消息打破了。
2012年6月,美國的一個機構聲稱,他們準備研發一種功能強大的稱為ASIC型的專用礦機,這種礦機對於比特幣中用到的算法的計算能力,將遠超現有水平。
這樣的算力壟斷,很可能導致51%攻擊的發生,會毀掉整個比特幣世界。
張楠賡坐不住了,作為一個比特幣愛好者、信仰者、受益者,為了「維護世界和平」和「勤工儉學費」,他決定自己也開發一種ASIC礦機,然後賣給礦工,對抗美國機構可能出現的「算力壟斷」。
他將自己設計開發的ASIC型礦機命名為「阿瓦隆」,這是亞瑟王傳說中「天佑之島」的名字。
第一批ASIC南瓜機售價1299美元,2012年9月開始發售,只銷售300台。
第二批ASIC南瓜機售價75btc,2013年2月開始發售,銷售600台。
第三批ASIC南瓜機售價75btc,2013年3月開始發售,銷售600台。
這三批ASIC礦機剛剛面世就被被搶購一空,因為在其剛面世的幾天內,ASIC南瓜機一天能產生幾百個比特幣,挖礦收益最高可達每日20萬元。
因此,他生產的礦機很快就被炒到25萬元人民幣一台,許多人為了搶購,在開放預定日前後幾天夜不合眼,24小時守候。
市場如此火爆,張楠賡當然也就有恃無恐,寫下了囂張的"霸王條款":
1、 在任何情況下均不退款。
這是因為,我們會用預付款去購買零部件,因此無法退款。
2、沒有保障。
這包括但不限於:現在沒有第三方評測所帶來的風險,我們是騙子的風險,由於客觀和主管原因無法按時發貨的風險,bitcoin本身出現嚴重問題無法繼續存在等。
3、沒有銷售客服。
由於人力有限,如果您不能理解本公告的全部內容,即請不要購買。
同時,QQ和旺旺等均不作預訂諮詢,所有詢問都不會得到回覆。
4、收貨地址一經確定即不能更改。
「南瓜張」的大名一時間傳遍整個圈子,他也和一起研發ASIC礦機的夥伴們註冊成立了公司嘉楠耘智,而比特幣礦業也正式進入了ASIC時代。
雖然在隨後的幾年時間中,礦圈經歷了烤貓崛起和失聯、兩次礦難、國家政策變動等情況,嘉楠耘智仍然不斷發展壯大。
從2013年到2017年,嘉楠耘智分別成功研發並量產了110nm、55nm、28nm、16nm晶片。
在這4年間,通過10次增資,公司的註冊資本變更為3億,翻了3000倍。
當年的「南瓜張」現在成為了估值幾十億公司的大股東之一,公司也在2017年開始尋求上市。
而在今年的8月8日,嘉楠耘智在杭州舉行的發布會上正式發布了「全球首個7nm量產晶片」,代表了該領域的最高水平。
回顧嘉楠耘智的整個過程,一個學習集成電路設計的研究生,在自己「勤工減學」的同時,推動了一個行業的發展,成立的公司成為了行業中第二大企業,並在全球首發了代表最先進技術的7nm晶片,不得不說是一段傳奇。
所謂時勢造英雄,在數字貨幣的風口上,「南瓜張」真的飛了起來,並通過努力,飛到了全球最領先的位置。
「南瓜張」的成功,不僅少年天才個人努力的結果,期間還伴隨著運氣,堅持,信仰等因素。
在整個行業的初期階段,他憑藉自身的技術天才一炮而紅,並在行業發展期不斷壯大團隊,技術團隊從幾人到近百人,最終成就技術國際領先,實力業界第二的企業。
這整個過程,恰恰也是數字貨幣挖礦行業發展興盛的過程。
國產CPU的艱辛
在嘉楠耘智一步步走向輝煌的這些年裡,已經投入研發十多年的自主國產CPU晶片卻仍與世界存在著很大差距。
前段時間,中興事件把「國產芯」又一次推上了輿論的風口浪尖,而梁寧的一篇《一段關於國產晶片和作業系統的往事》更是引起了廣泛關注,作為曾親自參與自主CPU及與之配套的「網絡計算機」研發的梁寧,在文中道出了國產晶片不為人知的辛酸歷史。
那麼到底為什麼自主國產CPU晶片在國家這麼多年的大力扶持下仍在國際上落後,而嘉楠耘智一家小企業卻能國際領先?
重點在於晶片類型上,此「芯」非彼「芯」。
嘉楠耘智所設計的,是ASIC晶片,簡單來說就是針對特定領域的定製型晶片。
相對於我們常見的CPU、GPU等通用型晶片以及半定製的FPGA來說,ASIC晶片的計算能力和計算效率都直接根據特定的算法的需要進行定製的,所以其可以實現體積小、功耗低、高可靠性、保密性強、計算性能高、計算效率高等優勢。
但需要注意的是,ASIC晶片的優勢都是基於特定的算法的。
由於ASIC晶片本身是針對特定算法而固化的晶片,一旦晶片設計完畢,其所適應的算法就是固定的,根本沒法應用在其他不適用這個算法的領域,一旦算法發生變化將無法使用。
做個不太恰當的比喻就是,ASIC晶片就像切菜刀,切起菜來又快又省力。
而通用型的CPU則是瑞士軍刀,能切菜,能開瓶子,能擰螺絲,能當剪刀,但是每種功能都不是特別好用,切菜相對費力一些。
在挖礦領域,比特大陸曾發布了一種針對CryptoNight 算法的ASIC礦機,但門羅幣改變核心算法後,這種礦機就幾乎完全無效,於是導致了門羅幣的分叉,大部分門羅幣礦工開始認同新的算法,因此挖出的是XMR,而少數礦工(100%是買了比特大陸的門羅礦機)則由於礦機所限,只能基於原來的算法挖礦,因此挖出的是XMC(門羅經典)。
與嘉楠耘智所研發的ASIC「專用型」晶片不同,國家重點扶持的自主國產CPU晶片是「通用型」晶片。
中興事件中的晶片,指的就是「通用型」晶片。
據統計,晶片是我國目前進口額最大的產品,每年要花費1.58萬億人民幣,而這其中大部分都是通用型晶片。
在國際市場上,晶片的設計和製造是分離的,「通用型」晶片不論是設計還是製造,比專用性晶片都要難好幾個級別。
嘉楠耘智主要進行的是晶片的設計,而製造則是交給占全世界晶片製造市場份額近6成的台積電。
其實全世界最知名的幾個半導體企業,比如高通、蘋果等,都是自己設計晶片然後給台積電製造。
而國家重點扶持的自主國產CPU晶片企業,則包括了設計和製造兩方面,由不同的企業擔任。
其中在製造上,中芯國際已經可以製造45/40nm晶片,雖然和台積電的7nm仍有差距,但由於摩爾定律正在失效,全球CPU性能增速放緩,國產晶片的追趕之路將不再那麼艱辛。
(摩爾定律指每18-24個月,CPU電晶體的誰昂都將加倍,性能也相應加倍,由英特爾公司創始人戈登·摩爾在1965年提出)
摩爾定律之所以失效,是因為在特定空間裡,集成越多的矽電路,熱量就越大,這使得矽材料在5nm級別下的更小空間中出現電晶體不穩定的情況,從而影響性能。
因此5nm被認為是矽材料集成電路的性能極限。
如果沒有新的材料代替現有材料,那麼現有集成電路將到達性能極限,摩爾定律就會失效。
英特爾公司的10nm晶片和5nm晶片的性能差別不大就證明了這一點。
雖然CPU製造代工方面可以追趕,但自主設計卻不同。
由於自主設計的CPU需要用於配套的系統和軟體市場,僅僅自主設計CPU而不設計配套系統及軟體是沒有意義的。
即使CPU、配套作業系統、軟體都已設計好,但仍不得不考慮用戶的遷移成本。
簡單來說,就是要讓用慣了intel
CPU+windows作業系統+office辦公軟體/其它專業辦公軟體組合的人們,自主選擇可能不太好使的國產CPU、配套作業系統和軟體的組合,是非常困難的。
除非國產CPU+配套作業系統和軟體的組合不僅僅趕上現有的intel CPU+windows作業系統+office辦公軟體/其它專業辦公軟體的組合,還在用戶體驗和價格方面超越intel
CPU+windows作業系統+office辦公軟體/其它專業辦公軟體一個層次,才有可能實現真正的用戶遷移和盈利,而這極為困難。
因此,自主CPU的國產之路,任重道遠,道阻且長。
媒體的誇大
說回嘉楠耘智,在其宣布了「全球首個7nm量產晶片」量產之後,某些媒體為了吸引眼球,起了各種罔顧事實、誤導大眾的誇張題目。
首先,嘉楠耘智生產的是ASIC型晶片,根本不能用於「超級計算機」,說它是超算晶片屬於明顯的錯誤。
其次,嘉楠耘智主要負責的是設計,而不是量產。
第三,拿ASIC型晶片和蘋果、高通、英偉達的通用型晶片比技術參數,完全就是不懂行的表現。
第四,全面突破封鎖簡直就是搞笑,還什麼歷史一刻,一個年利潤幾億的專用型晶片企業對應國家整體1.5萬億的通用型晶片進口額缺口完全無能為力好不?
更多的就不舉例了。
此外,嘉楠耘智的7nm晶片也並非全球首個7nm量產晶片,真的首個應該是蘋果,只是它不屑於宣布而已。
今年1月台積電總經理魏哲家就表示,台積電已經有超過10個客戶流片了7nm工藝製程。
而在今年一季度,台積電的7nm工藝就已經量產了。
至於「量產」,小編看到也吃了一驚,因為對於台積電來說, 7nm作為最先進的製程,其產能是非常有限的。
這樣有限的產能,理應優先提供給大客戶, 蘋果、華為、高通等等,不知嘉楠耘智要排到第幾。
當然,對於量產,並沒有清晰的定義,某些領域最低幾十個產品就可以算量產。
行業標杆
當然,對於整個晶片行業,嘉楠耘智的努力研發還具有很積極的意義的,7nm首發使它成為了新的行業標杆。
從技術上來說,7nm晶片大大提高了挖礦效率,降低了40%能耗,對於一直被詬病浪費能源的比特幣礦業來說,算是個好消息。
此外,一位台灣半導體專家說:「先進位程的首發量產,本來就是需要由結構單純的專用晶片來領頭。
以往是記憶體晶片,後來是FPGA,如今則是挖礦晶片和TPU, 殊不知TPU的很多技術還需要跟挖礦晶片學習。
首發量產的重要意義,是在於證明邏輯電晶體的良率(D0)已達到量產水準,這對晶圓廠是非常重要的指標。
至於後面的通訊晶片所需要的模擬電路,一般是不會用最先進位程的。
」
而對於即將上市的嘉楠耘智,核心技術的領先也必將帶來盈利能力上的增長,對於IPO通過審核,也能增加砝碼。
來自:三言財經微信公眾號
嘉楠耘智的7nm,還是台積電的7nm? 回過頭來說,嘉楠耘智的7nm晶片率先量產確實是一件值得高興的事。但是正如前面所說,嘉楠耘智的7nm礦機晶片,跟蘋果、華為海思的通用型7nm晶片完全不是一個概念。所以不能混為一談。 嘉楠耘智的7nm礦機晶片主要是做大量的並行計算,就是重複的進行簡單的指令並行
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