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中國龍芯自主研發的國產芯走向世界

時間:2015-06-10 08:52??編輯:組裝電腦網? 圍觀次數: ?
  龍芯中國自主研發的國產芯,產品一直是大家的關注。最近龍芯給爆出研發出全新架構能夠比肩英特爾Ivy Bridge和IBM Power7讓不少人為之振奮。有了這個架構,龍芯是否真正的強大起來呢?
中國龍芯
 
  “龍芯”研制初期,主要依靠國家的“天使投資”完成了九年的技術積累,到了2010年,龍芯團隊轉型,成立公司,正式走向產業化。由于其長久的國字號以及對于自主架構持續的研究,龍芯的產品更加算得上自主芯片,因此被認為是中國芯的代表。
 
  近年來,國家加大了對自主芯片的支持。一方面,2014年,全球集成電路產業規模已經達到3300億美元,中國集成電路產業的整體規模約為2700億元。與此同時,中國集成電路市場規模已經達到約1萬億元,產業自給率仍不足30%。鑒于這種情況,2014年4月,《國家集成電路產業發展推進綱要》正式發布,隨后集成電路產業投資基金正式落地。根據規劃,產業投資基金在未來10年將拉動5萬億元資金投入集成電路產業領域。
 
  另外一方面,龍芯總設計師、龍芯中科總裁胡偉武表示:“CPU是國家大宗戰略產品,我國由于缺少自主的CPU技術和產業,不僅信息產業嚴重受制于人,國家安全也面臨威脅。” 2012年伊朗核離心裝置遭到“震網”病毒攻擊的實例,20%的離心機報廢,監控錄像被篡改,更令人驚恐的是,遭攻擊的電腦是物理隔離的,也就是說和外界的網線是完全斷開的。再加上斯諾登曝光的美國監聽丑聞,讓國家更加意識到擁有自主芯片的重要性。
 
  然而,龍芯在發展中遇到了兩大問題。第一個問題就是由于龍芯團隊到2010才完成轉型,轉型后他們的學院派理念還較強烈,國家項目導向明顯,因此在轉型早期自主CPU上不能夠有很好的應用體驗。而第二個問題則是缺乏技術與人才,龍芯是中科院計算所龍芯項目組研發,兼容MIPS指令集,具備完全自主知識產權的CPU系列。我們知道龍芯在架構上一直不如英特爾x86或者ARM的架構,而架構又是一個處理器的核心。CPU優劣的評判標準除了性能、價格、功耗,還有體積和可靠性、穩定性、壽命等。
 
龍芯3A2000/3B2000
龍芯3A2000/3B2000的設計版圖
 
  針對以上兩個問題,龍芯也進行了相對應的改變。目前,龍芯分1號、2號、3號三大產品線,分別對應超低功耗嵌入式芯片、低功耗SoC與主流PC、服務器CPU幾大目標市場。目前代表龍芯最強水平的型號是龍芯3B-1500 CPU,有8個核心,32nm制造工藝,主頻1.2GHZ;其次是四核心的龍芯3A 1.2GHZ。
 
  在產品進一步市場化之后,針對由于架構帶來的性能不足的問題。龍芯在《中國科學:信息科學》期刊上公布了下一代處理器微架構“GS464E”的設計,并公開了相關數據測試結果。據悉,基于GS464E架構的龍芯3A2000、3B2000已經完成流片,并于2015年4月回到龍芯公司。通過測試數據可以看到,龍芯GS464E在架構設計上比GS464有了質的提升,各項指標遠遠超過,并且絕大多數參數都已經接近Ivy Bridge,甚至在分支誤預測率、浮點程序性能上有些有所超越。再通過與市場主流CPU架構設計進行直觀的比較,可以看出,GS464E已經接近Intel、AMD現在市場上的主流架構性能,與Intel Core i3-550和AMD FX-8320基本相當,與Intel Core i5-2300略有差距,同時明顯強于Intel Atom、VIA Nano、ARM Cortex-A57等低功耗架構。
 
龍芯GS464、GS464E
龍芯GS464、GS464E正式流片之前一些小程序的驗證情況

不同架構SPEC性能比較
 
 
  架構性能提升帶來可喜消息的同時也看到,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,對于中國芯真的看齊甚至超越英特爾的觀點則還有幾個疑問。雖然下一代處理器架構能夠帶來更佳的性能,但是要讓中國芯真正的崛起,就需要被市場所接受。性能只是評價CPU一個重要的方面,在量產和使用的過程中將勢必會出現諸多的問題,特別是對于不夠成熟的架構。海思就是一個很好的例子,當初海思首次用在自家手機上時也遭到了業內的詬病,但就是這種因市場化而遭遇的詬病,讓海思得以不斷發現問題并及時修正。我們也希望龍芯能夠通過這樣市場化的方式,能夠憑借自身的實力,迅速占領市場。
 
  除了滿足市場化的需求,龍芯能夠代表中國芯的還在于其在專門用途的芯片的應用。包括應用于天氣預報云圖的風云二號衛星,以及中國的航母、新型戰斗機,先進的戰艦都搭載有龍芯芯片。還有今年3月31日新增的第17顆北斗衛星首次使用龍芯的CPU。
 
  中國芯離英特爾這樣的全球領先芯片企業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化的戰略,以及消費領域的華為海思、展訊等IC設計公司的加速發展,可以預期中國芯最終能夠看齊英特爾甚至超越英特爾。

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