國產晶片CPU的矚目成就與天差地別的發展路線你知多少
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據《雷鋒網》、《我愛研髮網》《龍芯官網》等報導:國家「十一五」計開始的自主信息化應用試點後,發現了第一代自主CPU通用處理性能不夠和存在軟體生態問題後,國內CPU研製單位均展開了第二代CPU的研發,逐漸衍生出三條不同的技術路線。
第一條路線是獨立自主研發路線技術路線,代表為龍芯和申威。
擁有自己的指令集,可以自主擴展指令集,在發展方向上可以自主選擇,「研」的路線,即通過分析第一代產品應用中發現的問題進行自主研發升級。
1、例如龍芯就在獲得Mips永久授權的同時,自行擴展了148條loongEXT、5條loongVM指令、213條loongBT、1014條loongSIMD,將Mips原本的527條指令,擴展為1907條,發展成為龍芯自己的loongISA,申威對Alpha的指令集也進行了很大程度的擴展。
龍芯的代表作:龍芯3A3000,內核四核64位(龍芯3B為8核64位),主頻突破1.5GHz以上,訪存接口滿足DDR3-1600規格,峰值運算速度24GFlops,電晶體數大於12億。
龍芯正在以「loongISA+LCC+GS464E等自主研發的微結構+社區作業系統loongnix+軟體生態+產業聯盟」為基礎,力爭打造自己的體系。
同時也獲得了眾多國內作業系統的支持,例如:中標麒麟,深度系統,新起點等。
2、再例如:申威的技術來源是於DEC的Alpha 21164,AMD就曾經購買了Alpha
21264的技術資料,挖走了部分DEC的技術人員後,開發出自己的K7微結構。
代表晶片:SW1600處理器,峰值計算能力1.07016PFLOPS,持續計算速度795.9TFLOPS,LINPACK效率達到74.37%,總功耗只有1074KW。
神威·太湖之光超級計算機是由國家並行計算機工程技術研究中心研製的超級計算機,搭載40960塊「申威26010」高性能處理器。
神威·太湖之光超級計算機系統的峰值性能125.436PFlops,世界第一;持續性能93.015PFlops,世界第一;性能功耗比6051MFlops/
W,還是世界第一。
3、獨立自主路線的優勢是:舉例來說,龍芯構建了一個涵蓋兩三百家企業,上萬名技術人員的產業聯盟。
因為擁有自主智慧財產權,可以實現所有利潤都留在龍芯構建的產業聯盟內,國外廠商除非加入龍芯的產業聯盟,給龍芯當馬仔,否則無法分走一分一毫利潤。
申威因專注超算領域,產業聯盟比較封閉,目前除神威超算的液冷系統從國外採購外,其餘大多實現國產化。
4、獨立自主路線的劣勢是:設計單位要獨立完成指令集擴展、微結構設計、編譯器研發、軟體生態搭建等工作,還要吸引足夠多、足夠強的合作夥伴加盟,建立產業聯盟,目前,PC領域是Wintel體系的天下,而移動端晶片是AA體系的天下,伺服器方面中低端市場基本被X86晶片占領,而高端伺服器則是IBM的傳統市場。
構建自己的體系必然無法兼容國外Wintel體系和AA體系,不利於市場化運營。
第二條路是依附於ARM的技術路線,是購買ARM的IP授權,設計自己的SOC,即使用國外的處理器核「攢」SOC,並在此基礎上對處理器核進行局部優化,典型代表是華為海思和展訊,自主設計微結構和CPU,從硬體上來保障硬體安全可控。
例如華為的海思手機晶片 K3V2 ,是2012年業界體積最小的四核A9架構處理器,是一款高性能CPU,主頻分為1.2GHz和1.5GHz,是華為自主設計,採用ARM架構40NM、64位內存總線,是Tegra 3內存總線的兩倍。
通過華為手機的市場份額逐步擴大,逐漸成為世界三大品牌之一,其中華為的海思晶片起到了非常大的助力作用。
1、優勢:不需要自己擴展指令集,不需要開發自己的編譯器,更不需要構建軟體生態和產業聯盟,只需要設計微結構,不斷的優化,可以兼容其已經發展得很成熟且豐富的軟體生態。
依附於ARM+Android體系下,有利於商業運營,能賺快錢,原因在於海思是華為子公司,麒麟晶片自產自銷不愁賣,定價上不受市場影響,華為內部說了算,而且華為產品的高溢價可以為海思留出充足的利潤空間。
2、劣勢:在生態鏈特別是arm的產業鏈在一定程度上依然受制於人。
華為的麒麟晶片來說吧,其中最為關鍵的部分,除了通信的modem,就是基帶處理單元之外,最為重要的就是來自於ARM的CPU,也就是我們通常所說的A15或者A53等,這個處理器,幾乎全球所有的移動晶片都在用,可以說占了99%的份額,可以毫不誇張的說,如果你的手機想運行Android系統,那麼就最好集成ARM的CPU,當然,華為麒麟說是自主研發也可以說的過去,只不過嚴格來說,需要加上個自主可控率達到百分之多少。
龍芯和海思是不能互相替代的,希望這兩家能夠茁壯成長,成為國產晶片的頂樑柱。
不是為了爭什麼「愛國,民族,自主」,只是為了踏踏實實的做事,服務於老百姓。
第三條技術路線是完全依賴於境外技術買辦路線,兆芯的ZX-A就是VIA NANO的馬甲,宏芯的CP1就是IBM Power8的馬甲,其本質是中國大陸掏錢請別人干,目前主要是把國外/境外已有的現成設計直接拿過來換成中國的品牌,這種技術路線的典型代表是兆芯、宏芯。
兆芯,擁有X86架構授權,生態豐富,可以用在桌面領域,現在要做的就是提升架構水平提升性能。
宏芯,擁有power架構授權,CPU性能充足,主要用在伺服器領。
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