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挑战英特尔AMD 中国芯到底谁买单
liluxiang
原始天尊
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发表于 2015-09-17 09:15:18
只看楼主
龙芯,中国科学院计算所自主研发的通用
CPU
。相对于大名鼎鼎的英特尔、
AMD
而言,龙芯的影响力基本可以忽略不
计。但是“中国自主研发”几个字的份量却不言而喻,这使得龙芯变得与众不同。当然,设计和生产是两回事,龙芯的设计是中国自主的知识产权,而生产则是交给
代工厂来完成,因此龙芯从设计上来讲是国产,但从生产角度来看,并不是由中国制造生产的
CPU
芯片。
从表面来看,龙芯与其它
CPU
是产品之间的竞争,但其实蕴藏在背后的则是中美之间的科学技术竞争,因此,性能羸弱、问题多多的龙芯,始终并未从中国科技领域的版图上抹去。
已经追上英特尔
AMD
?中国芯到底谁买单
龙
芯项目从
2001
年
5
月份上马至今,已经走过了
14
个年头。龙芯最初的英文名称为
Godson
,后来正式注册的英文名为
Longstanding
,现在的
英文名称为
Loongson
。
2002
年
8
月
10
日,龙芯
1
号芯片
X1A50
流片成功,成为龙芯品牌下的第一颗
CPU
。它由中国科学院计算技术所龙芯课题
组独立研制,由中国科学院计算技术所授权的北京神州龙芯集成电路设计公司研发,代工生产则由台积电完成(
06
年之后由意法半导体代工)。
与
X86
架构的英特尔、
AMD
不同,龙芯在架构方面绝大部分采用了
MIPS
架构中的指令集,仅有非常少的部分采用了龙芯自主指令集,但这非常少的部分大都也
是重复
MIPS
的指令功能。因此,龙芯在主流系统、软件的兼容性方面毫无优势,除非能够建立起自己的生态圈并进行拓展,否则与
X86
架构的英特尔、
AMD
在
PC
端的较量会永无天日。
此外,龙芯与
MIPS
的合作也有黑历史存在,当然与汉芯的造假骗取研发经费相比,龙芯则是栽在了别人的手上。
2011
年,龙芯购买了
MIPS 64
位架构授权,这使得龙芯可以全面迈向
64
位高性能芯片领域,然而仅仅一年之后,
MIPS
就宣告倒闭,其中
ARM
以
3.5
亿美
元买下了
MIPS
全部的
498
项专利永久授权和另外
82
项专利交叉授权,让龙芯着实吃了一次哑巴亏,这次事件也让人们看到了“自主知识产权”六个字的份
量,然而直到今天,龙芯在架构上依然难以实现完全的自主知识产权。
那么时至今日,龙芯到底发展到了怎样的程度?它所存在的问题有哪些?未来又会不会有机会去分一杯羹呢?
龙芯
3B1500
是颗怎样的芯
在
龙芯的发展过程中,有几个时间点是非常重要的,比如
2002
年
8
月
10
日龙芯
1
号芯片
X1A50
流片成功;再比如
2003
年
10
月
17
日,首款
64
位通用
CPU
龙芯
2B
(代号
MZD110
)流片成功;而
2006
年
3
月
18
日龙芯
2E
(代号
CZ70
)流片成功则标志着龙芯
CPU
首次突破
1GHz
主频。
此外,
2009
年
9
月
28
日,首款四核
CPU
龙芯
3A
(代号
PRC60
)流片成功标志着龙芯进入多核时代,而
2012
年
10
月,八核
32
纳米龙芯
3B1500
流片成功则让龙芯步入了新时代。目前,
3B1500
是龙芯品牌最新、也是最强的
CPU
芯片。
3B1500
是一颗
32nm
工艺制程处理器,集成
8
个
64
位超标量处理器核心,支持
MIPS64
指令集以及龙芯扩展指令集,并采用了动态主频设计,为
1.2GHz
至
1.5GHz
,与英特尔处理器动辄
1GHz
上下睿频相比,龙芯的动态频率设计显然还差的很远。
在
高速缓存方面,
3B1500
拥有
64KB
私有一级指令
cache
和数据
cache
,
128KB
私有二级
cache
,而三级
cache
做到了
8MB
,纸面实
力看上去已经是相当不错了。封装方面,采用了
40mm
×
40mm BGA
封装,
1121
个引脚,普通工作模式
1.2GHz
主频下,理论功耗为
30W
,向量
工作模式
1GHz
主频下,理论功耗为
40W
。
如果抛开架构以及实际体验来看,经过
14
年的发展,龙芯在某些参数上确实已经赶上了
AMD
低端
CPU
,但与英特尔还是有着较大的差距。此外,在制程工艺、功耗控制、处理器主频等方面,依然与先进处理器有着天壤之别。
中国芯的中国特色
“中国特色”可以说是最有特色的特色。龙芯既然是国家级科研项目,那么其所展现出的中国特色自然必不可少。在很多人眼里,龙芯项目就是一个骗取国家科研经费的项目,原因在于十四年的发展过程中,与英特尔、
AMD
的发展速度、程度相比,龙芯都太过逊色。
然而,这种看法更多的是有一种黑的成份在里面。
龙
芯所代表的是中国“自主知识产权的
CPU
”,在科技竞争中具备非常重要的战略地位。必然不能够因为多年来无法赶超英特尔、
AMD
而放弃这个项目。其实在中
国,与龙芯相似的科研项目有很多,而龙芯只不过是这些项目中尚算偶尔能够听到声音的项目,因此每当龙芯新生代产品更新、或者技术有所突破的时候,也必然会
听到一些来自用户的声音。
那么为什么技术跟不上,放着英特尔、
AMD
的
CPU
不好好用,还要死气白咧的组织一批人去搞“中国芯”呢?
其实对于中国而言,中国芯的意义不在于它能卖出多少颗,而是在于一种科技实力的进步,同时对于国家安全,企业、工业信息安全,以及冲破技术壁垒有着极大的推动作用。
金窝银窝不如自家的草窝,外来的东西再好,也不如自家产的让人放心,同时如果龙芯能够达到主流消费或商用级电脑的性能,那么对于管理、维护而言也是更加的方便、快捷。
此
外,龙芯的应用价值在当下或是未来很长一段时间里,都应该是注重国防、工业、通信、网络安全等方面,而并非个人消费电脑领域。一方面是“中国芯”自身特性
所决定,另一方面也是“中国芯”很难撼动英特尔与
AMD
在消费级市场的地位。因此,自产自销才是龙芯现阶段发展的主要目标,这也是中国科研项目所普遍具有
的特色。
没人用是最尴尬问题
2015
年
8
月份,沉寂三年的龙芯发布了新一代四核心处理器——龙芯
3A2000
以及龙芯
3B2000
。同时流露出的消息表示,新一代龙芯的整数部分同频
Coremark
测试结果媲美
Ivy Bridge
,也就是与第三代酷睿平台的性能相仿。
我们姑且不去评论这个测试结果的真与假,而假设龙芯确实达到了
IVB
平台的性能,那么相对而言它依然不能被看作是一颗成功的
CPU
核芯。但是如果从技术进步的角度来看的话,还是十分让人兴奋的。
不
过,从官方给出的参数信息来看,新一代龙芯四核处理器采用了
28nm
工艺制程,这点已经与
AMD
持平,而英特尔目前为
14nm
工艺制程。功耗方面,新一代
龙芯做到了
15W
,但是主频却依然惨不忍睹,只有
800MHz-1GHz
,共享三级缓存为
4MB
,内存最高只支持
DDR31333MHz
。
虽然笔者无缘拿到基于龙芯的电脑进行实地测试,但是根据多年的评测经验来看,
3A2000
与
3B2000
在纸面实力上,依然与英特尔、
AMD
有极大差距,一旦使用主流测试软件进行跑分测评,那么新一代龙芯依然是一败涂地的感觉。
那么为什么会是这样的结果呢?笔者认为主要原因在于微架构设计上的难以突破。微架构是处理器性能提升的一大法宝,英特尔第六代酷睿平台就是得益于微架构的调整,因而在
14nm
制程工艺下比同为
14nm
制程工艺的第五代
Broadwell
平台性能更强。
其
实微架构的调整主要目的在于如何让晶体管排布更合理、更高效,而晶体管又是决定处理器性能的重要因素,因此高效、合理的晶体管排布,必然会带来性能的提
升。龙芯在这方面的劣势注定了它很难有超越英特尔、
AMD
的微架构革新,因此在最终的性能表现上,自然也就有着天壤之别。
除了性能之
外,龙芯面临的最大尴尬是“没有人用”。龙芯中科技术有限公司总裁兼龙芯总设计师胡伟武在接受央视采访时表示:“我们
CPU
也是可以做世界第一的,而且
有,但关键是没有人用。”笔者不去评价前面两句话究竟如何,单看最后一句话,就能看出龙芯,以及像龙芯一样的中国芯们的尴尬。
龙芯在技
术层面上落后英特尔、
AMD
好几代,即便假设
3A2000
、
3B2000
芯片性能达到了
IVB
平台水准,那么二者差距也至少隔着三代,性能毫无竞争力、量
产困难、价格等诸多问题无法解决,同时整个
PC
市场又建立在
X86
架构与
Windows
系统之上,以不支持
Flash
、
Adobe
等软件的
MIPS
架构、
以及
Linux
系统为基础的龙芯,自然很难在用户层面获得认可。因此究竟谁来为中国芯买单?谁会用中国芯?就成为了龙芯所面临的最尴尬问题。
同时从目前甚至未来很长一段时间来看,这个问题都将困扰着这颗中国芯,当然也将困扰着像天津飞腾、中晟宏芯、上海兆芯等一颗颗中国芯。
构建独有生态圈是未来出路
龙芯以及众多中国芯想要获得突破,除了在技术、性能上不断提升之外,那么当下以及未来最重要的,还需要有生态圈的构建。
英
特尔用了几十年时间在全球市场形成了成熟、稳定的生态圈,与合作伙伴微软结成
Wintel
联盟,扶植各类软硬件企业做产品、技术研发,龙芯想要复制这个过
程几乎要付出百倍甚至千倍的努力,当然也不一定能够成功,因此,龙芯需要借助中国特色,来打造属于自己的特色生态圈。
首
先,构建基于龙芯硬件平台与
Linux
系统软件平台生态圈,拉拢更多的合作伙伴,建设并完善软硬件产品和技术的研发生态圈,让龙芯平台变得有用,从而摆脱
“无人会用”的尴尬。当然这个过程说起来简单,但做起来却有很多的困难,因为首要得要让开发者们认可龙芯,让他们能够从龙芯平台上获得利益,这样才能拉拢
到更有实力的合作伙伴。
其次,利用“中国芯”特性,着眼国内市场,做真正的中国芯。龙芯对于国家安全、企业、工业信息安全、网络安全的意义不言而喻,而对于普通消费者的吸引力几乎可以忽略不计,因此可以率先去寻求与特定领域的合作,比如军用电脑、工业电脑等。
最后,当基础生态圈建设、完善之后,不妨去探寻对
X86-Windows
体系的冲击。而前提是要有过硬的性能表现,即便无法赶超英特尔,至少也能够与
AMD
有一战之力,再加上“中国芯”的情怀,必然会比
AMD
更有竞争力。
小结
没
有人会因为不如姚明高就不去打篮球,这就是为什么中国芯屡战屡败,却依然屡败屡战的原因。对于中国而言,有一颗具备“自主知识产权”的中国芯是科技发展的
必然需求,它所代表的并不仅仅是品牌与品牌、产品与产品之间的竞争,而是代表了国家与国家之间在科技、安全等层面上的竞争,因此多给中国芯一点鼓励,是每
一个中国普通大众所应该去做的事情。
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