國(guó)產(chǎn)龍芯用了全新架構(gòu) 中國(guó)芯走向世界
龍芯中國(guó)自主研發(fā)的國(guó)產(chǎn)芯,產(chǎn)品一直是大家的關(guān)注。最近龍芯給爆出研發(fā)出全新架構(gòu)能夠比肩英特爾Ivy Bridge和IBM Power7讓不少人為之振奮。有了這個(gè)架構(gòu),龍芯是否真正的強(qiáng)大起來(lái)呢?龍芯&rd
龍芯中國(guó)自主研發(fā)的國(guó)產(chǎn)芯,產(chǎn)品一直是大家的關(guān)注。最近龍芯給爆出研發(fā)出全新架構(gòu)能夠比肩英特爾Ivy Bridge和IBM Power7讓不少人為之振奮。有了這個(gè)架構(gòu),龍芯是否真正的強(qiáng)大起來(lái)呢?
龍芯”研制初期,主要依靠國(guó)家的天使投資”完成了九年的技術(shù)積累,到了2010年,龍芯團(tuán)隊(duì)轉(zhuǎn)型,成立公司,正式走向產(chǎn)業(yè)化。由于其長(zhǎng)久的國(guó)字號(hào)以及對(duì)于自主架構(gòu)持續(xù)的研究,龍芯的產(chǎn)品更加算得上自主芯片,因此被認(rèn)為是中國(guó)芯的代表。
近年來(lái),國(guó)家加大了對(duì)自主芯片的支持。一方面,2014年,全球集成電路產(chǎn)業(yè)規(guī)模已經(jīng)達(dá)到3300億美元,中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)的整體規(guī)模約為2700億元。與此同時(shí),中國(guó)集成電路市場(chǎng)規(guī)模已經(jīng)達(dá)到約1萬(wàn)億元,產(chǎn)業(yè)自給率仍不足30%。鑒于這種情況,2014年4月,《國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》正式發(fā)布,隨后集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金正式落地。根據(jù)規(guī)劃,產(chǎn)業(yè)投資基金在未來(lái)10年將拉動(dòng)5萬(wàn)億元資金投入集成電路產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。
另外一方面,龍芯總設(shè)計(jì)師表示:CPU是國(guó)家大宗戰(zhàn)略產(chǎn)品,我國(guó)由于缺少自主的CPU技術(shù)和產(chǎn)業(yè),不僅信息產(chǎn)業(yè)嚴(yán)重受制于人,國(guó)家安全也面臨威脅。” 2012年伊朗核離心裝置遭到震網(wǎng)”病毒攻擊的實(shí)例,20%的離心機(jī)報(bào)廢,監(jiān)控錄像被篡改,更令人驚恐的是,遭攻擊的電腦是物理隔離的,也就是說(shuō)和外界的網(wǎng)線是完全斷開的。再加上斯諾登曝光的美國(guó)監(jiān)聽丑聞,讓國(guó)家更加意識(shí)到擁有自主芯片的重要性。
然而,龍芯在發(fā)展中遇到了兩大問題。第一個(gè)問題就是由于龍芯團(tuán)隊(duì)到2010才完成轉(zhuǎn)型,轉(zhuǎn)型后他們的學(xué)院派理念還較強(qiáng)烈,國(guó)家項(xiàng)目導(dǎo)向明顯,因此在轉(zhuǎn)型早期自主CPU上不能夠有很好的應(yīng)用體驗(yàn)。而第二個(gè)問題則是缺乏技術(shù)與人才,龍芯是中科院計(jì)算所龍芯項(xiàng)目組研發(fā),兼容MIPS指令集,具備完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的CPU系列。我們知道龍芯在架構(gòu)上一直不如英特爾x86或者ARM的架構(gòu),而架構(gòu)又是一個(gè)處理器的核心。CPU優(yōu)劣的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)除了性能、價(jià)格、功耗,還有體積和可靠性、穩(wěn)定性、壽命等。
龍芯3A2000/3B2000的設(shè)計(jì)版圖
針對(duì)以上兩個(gè)問題,龍芯也進(jìn)行了相對(duì)應(yīng)的改變。目前,龍芯分1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)三大產(chǎn)品線,分別對(duì)應(yīng)超低功耗嵌入式芯片、低功耗SoC與主流PC、服務(wù)器CPU幾大目標(biāo)市場(chǎng)。目前代表龍芯最強(qiáng)水平的型號(hào)是龍芯3B-1500 CPU,有8個(gè)核心,32nm制造工藝,主頻1.2GHZ;其次是四核心的龍芯3A 1.2GHZ。
在產(chǎn)品進(jìn)一步市場(chǎng)化之后,針對(duì)由于架構(gòu)帶來(lái)的性能不足的問題。龍芯在《中國(guó)科學(xué):信息科學(xué)》期刊上公布了下一代處理器微架構(gòu)GS464E”的設(shè)計(jì),并公開了相關(guān)數(shù)據(jù)測(cè)試結(jié)果。據(jù)悉,基于GS464E架構(gòu)的龍芯3A2000、3B2000已經(jīng)完成流片,并于2015年4月回到龍芯公司。通過測(cè)試數(shù)據(jù)可以看到,龍芯GS464E在架構(gòu)設(shè)計(jì)上比GS464有了質(zhì)的提升,各項(xiàng)指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過,并且絕大多數(shù)參數(shù)都已經(jīng)接近Ivy Bridge,甚至在分支誤預(yù)測(cè)率、浮點(diǎn)程序性能上有些有所超越。再通過與市場(chǎng)主流CPU架構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行直觀的比較,可以看出,GS464E已經(jīng)接近Intel、AMD現(xiàn)在市場(chǎng)上的主流架構(gòu)性能,與Intel Core i3-550和AMD FX-8320基本相當(dāng),與Intel Core i5-2300略有差距,同時(shí)明顯強(qiáng)于Intel Atom、VIA Nano、ARM Cortex-A57等低功耗架構(gòu)。
龍芯GS464、GS464E正式流片之前一些小程序的驗(yàn)證情況
架構(gòu)性能提升帶來(lái)可喜消息的同時(shí)也看到,龍芯的主頻還要比Intel/AMD慢很多,整體性能依舊落后不少。在這樣的情況下,對(duì)于中國(guó)芯真的看齊甚至超越英特爾的觀點(diǎn)則還有幾個(gè)疑問。雖然下一代處理器架構(gòu)能夠帶來(lái)更佳的性能,但是要讓中國(guó)芯真正的崛起,就需要被市場(chǎng)所接受。性能只是評(píng)價(jià)CPU一個(gè)重要的方面,在量產(chǎn)和使用的過程中將勢(shì)必會(huì)出現(xiàn)諸多的問題,特別是對(duì)于不夠成熟的架構(gòu)。海思就是一個(gè)很好的例子,當(dāng)初海思首次用在自家手機(jī)上時(shí)也遭到了業(yè)內(nèi)的詬病,但就是這種因市場(chǎng)化而遭遇的詬病,讓海思得以不斷發(fā)現(xiàn)問題并及時(shí)修正。我們也希望龍芯能夠通過這樣市場(chǎng)化的方式,能夠憑借自身的實(shí)力,迅速占領(lǐng)市場(chǎng)。
除了滿足市場(chǎng)化的需求,龍芯能夠代表中國(guó)芯的還在于其在專門用途的芯片的應(yīng)用。包括應(yīng)用于天氣預(yù)報(bào)云圖的風(fēng)云二號(hào)衛(wèi)星,以及中國(guó)的航母、新型戰(zhàn)斗機(jī),先進(jìn)的戰(zhàn)艦都搭載有龍芯芯片。還有今年3月31日新增的第17顆北斗衛(wèi)星首次使用龍芯的CPU。
中國(guó)芯離英特爾這樣的全球領(lǐng)先芯片企業(yè)自然還有不小的差距。但是隨著具有官方色彩的龍芯真正自主芯片的性能逐步提升以及市場(chǎng)化的戰(zhàn)略,以及消費(fèi)領(lǐng)域的華為海思、展訊等IC設(shè)計(jì)公司的加速發(fā)展,可以預(yù)期中國(guó)芯最終能夠看齊英特爾甚至超越英特爾。