刚好在头条号写了一篇关于自主芯片设计的图文,特来答一发。废话不多说,直奔主题。从技术来源看,国产CPU可分为5大阵营:MIPS阵营,代表龙芯,年购买了MIPS指令集永久授权;ARM阵营,代表有飞腾、海思麒麟、展讯(年被紫光购并后,从纳斯达克退市,现名为紫光展锐),购买ARM的IP核;IBMPower阵营,代表有宏芯;X86阵营,代表兆芯(VIA授权)、海光(AMD授权架构);DEC公司(年已被惠普康柏合并),代表申威处理器(购买Alpha架构)。可以看出,目前国产CPU的微架构(Microarchitecture,有时简称架构,但和“指令集架构”的概念是两码事)和指令集都购买自美国公司。这个没什么好难为情的,电脑、互联网、操作系统都是美国企业发明,他们的产品已经成为全球市场标准,后来者要进入这个市场,只能通过购买。但重要的不是购买,而是买到之后能否做二次开发迭代,国内CPU在这方面差距就比较大了。自主设计能力最弱的是宏芯、兆芯和海光宏芯、兆芯和海光的处理器由于分别购买IBM、VIA和AMD的微架构(Microarchitecture),相当于公版,缺少自主设计能力,而且IBM和AMD在中国有各自的市场,因此不会售卖最先进的微架构,说难听点,无非是丢几块骨头让它们和龙芯竞争。由于X86架构不开放、指令集不开放,所以海光处理器未来发展空间不大,能走多远、走多久,看AMD心情。现在有媒体乱捧海光(如下图),指令集和架构都拽在英特尔、AMD手中的处理器,居然要担当自主芯片大任,开玩笑吧?自主设计能力较强的是龙芯和申威龙芯的处理器性能不是最强的,大概落后AMD两到三代,但由于在年购买了MIPS架构的永久授权,可以自行迭代开发,同时指令集可以自行扩展,前景不错,但问题在于要自建从处理器、操作系统、应用软件等生态圈,相当于一家要干英特尔、微软和几千家应用软件开发商的活,因此出头的日子还比较长。现在龙芯的产品主要进入嵌入式领域,进入电脑市场只是一种尝试,最新的龙芯3A/3B处理器采用28nmFDSOI工艺,支持DDR4内存,微架构为GS464V核心,相比前一代的GS464E微架构,整体性能将会提升一倍以上,主频也将提升至1.8GHz-2.0Ghz。只是龙芯产品没有在民用电脑市场大展拳脚,主要是性能和英特尔、AMD还有较大差距,而且操作系统只支持Linux,进一步限制了用户群体。龙芯团队申威处理器买的是美国DEC公司的Alpha架构,现在DEC公司已经没有了,申威等于在无主之地搞迭代开发,产品主要用在超算上,详见下图,这里不多说。自主设计能力最强但受限制较大的是华为海思华为海思的芯片集成自主设计能力无疑是最强的,麒麟芯片就是明证,这个不接受反驳,但海思的短板也很明显,由于属于ARM阵营,而ARM的商业策略就是指令集封闭,IP核开放(可自由买卖,可修改),结果就是:华为虽然购买了ARMv8指令集永久授权,由于自己不能扩展指令集,ARMv9指令集推出后,还得接着花钱;花钱是小事,如果华为像苹果那样自行开发IP核,还得符合ARM指令集规范,否则会带来软件兼容问题;如果ARM不再授权华为新的指令集,华为的IP核等于被锁死了性能提升的路劲,这是最大的短板;现在,我国有家芯片设计公司,但离完全自主设计还有相当远的距离,努力吧!
“极客谈科技”,全新视角、全新思路,伴你遨游神奇的科技世界。虽然我国半导体产业相对落后,高端芯片确实无法与美国相抗衡,不过好在产品线相对丰富,该有的产品种类应用具有,只是性能上还略有差距。以大家经常提到的处理器为例,无论是桌面级处理器,还是移动端的处理器均有对应的产品。一起来看看都有哪些国产的处理器吧!中国龙芯说到国产处理器,不得不提的就是中国龙芯。中国龙芯是中国科学院计算机研究所自主研发的处理,从年开始研发至今,总共研发了出了三代产品,最新一代的龙芯3A/3B于年12月24日在北京发布(28nm工艺制程,MIPS64架构)。中国龙芯已经广泛的使用在金融、政企、航天等领域,年3月发射的北斗卫星使用的就是中国龙芯。由于生态系统以及性能方面的因素,中国龙芯暂未进行民用。阿里巴巴的平头哥平头哥是阿里旗下的半导体公司,至于为什么起这个怪异的名字,据说是马云比较欣赏蜜獾这种永不服输的精神。言归正传,平头哥这家公司确实推出了令我们惊叹的芯片产品,含光800。含光800基于平头哥自研的框架,集成达摩院算法以及自动化开发工具。这款芯片的突出优势在于AI性能,发布时AI性能全球排名首位!含光800一颗芯片抵得上10颗常规的GPU芯片,不仅能够提高GPU的运算效率,还能够节省功效。杭州市各大交通枢纽已经开始使用这款芯片,能够显著提升城市交通视频处理速度。华为的海思海思是华为旗下半导体公司,同样值得我们去敬佩。大家较为熟悉的就是麒麟处理器,已经具备了同高端芯片公司同台竞技的实力。例如高通骁龙处理器、苹果A系处理器,三星Exynos处理器等。最新的麒麟G版使用的是ARM架构,7nm工艺制程,也是全球唯一一款集成了高性能5G基带芯片的处理器(高通骁龙765G的5G基带芯片属于缩水版,骁龙865并未集成5G基带芯片)。海思并不仅仅只有移动版处理器,服务器端也推出了鲲鹏920芯片。同样基于ARM架构,使用7nm工艺制程,性能对标业内旗舰内高出25%,功耗低于业内30%。配置了该处理器的服务器,已经商用于我国电信运营商。即便我国芯片产业较为落后,时不时地还遭受美国的技术封锁,但是相信总有一天会打破这种局面,超越美国只是时间早晚的事情。对此,您怎么看?欢迎大家留言讨论,喜欢的点点关注。
文/小伊评科技说到CPU这个概念其实是非常大的,从个人电脑上的CPU,到移动设备上的SOC中的CPU以及一些嵌入式设备中其实都是有所谓CPU(中央处理器)这种的事物的存在的譬如电视,路由器等等,所以我们需要把CPU做一个界限,这样才可以做一个总结。目前来看,我们所指的CPU一般都是指PC上的CPU以及手机上的SOC,毕竟这两种设备上的CPU也可以代表了目前民用半导体行业的最高水准,接下来我就来谈一谈我们国家目前比较知名的一些CPU设计商以及他们的产品。龙芯:中国科学院计算所旗下最新商用型号:龙芯架构:基于RISC精简指令集下的MIPS架构龙芯是我们国家芯片技术的引导者,虽然目前其知名度并不怎么高估计有很多人都没有太在意,但是这是我们国家最早开始着手进行芯片研发的企业,具备比较强的战略价值。龙芯的CPU目前主要面向服务器以及个人电脑,但是由于受到X86架构的封锁,其采用的架构是来自于RISC精简指令集下的MIPS架构(最早由斯坦福大学最早提出)是最早商用的RISC架构之一(ARM-V架构也是基于RISC精简指令集下的产物)。龙芯之所以采用MIPS架构主要是因为在龙芯开始发展的年ARM-V架构还未出现,MIPS是当时唯一一个具备和X86一争高下的指令集架构。只不过由于后来Window intel的组合实在太强势,Linux MIPS组合则日趋衰败。虽然MIPS架构目前也被ARM公司的ARM-V架构击败,但是其发展前景依旧广阔,并且目前已经宣布开源不再收费,不怕被卡脖子。当然了由于没有获得X86的授权,龙芯一直无法用在搭载Windows系统的设备上,所以这几年在民用市场上一直没有存在感,也在一定程度上制约了龙芯的商业发展。但是龙芯其实是国内目前最具备核心知识产权的CPU之
一,在诸如一些军事,金融,教育,工业等等专业领域还是非常有活力的,这也是其他芯片做不到的,譬如核心的星载芯片。申威CPU:江南计算机研究所架构:类Alpha架构(已过专利保护期)最新商用型号:无如果说龙芯还算具备一定的商用价值的话,申威所研发的处理器完完全全是为了国家战略所量身打造的产物,主要用于超级计算机领域,譬如知名的神威太湖之光超级计算机使用的就是申威的CPU打造而成。其采用的价格是Alpha架构,但是与其说是采用倒不如说是借鉴,同样也是基于RISC精简指令集下的产物。目前申威所研发的CPU没有商用的版本,具备高度自主产权,真正的国之重器,由于相对比较敏感相关信息较少所以其性能表现也无从考证。兆芯CPU——上海兆芯集成电路有限公司最新商用型号:型号较多采用架构:X86架构兆芯是目前唯一一个具备X86架构授权的国内芯片设计企业(国企),主要是因为兆芯继承了威盛(VIA)跟Intel的专利交叉授权许可,从而获得了X86架构的授权(通过一系列运作得到)。此后兆芯开始研发自主的芯片,目前其所生产的X86架构的KX的8核处理器在性能上已经可以达到英特尔酷睿6代I3的实力,综合表现还是非常不错的,目前也具备一定的商业化能力。但是由于威盛的x86授权于年4月已经到期,兆芯能不能够继续的发展下去也成疑。海思麒麟:海思半导体(华为)最新商用型号:麒麟990采用架构:ARMV8架构华为麒麟海思应该是大家最熟悉的一个半导体企业了,旗下所生产的芯片被广泛的运用在了诸如手机,电视,路由器等等设备上,是目前非常具备活力的一家芯片研发公司,旗下芯片涉猎众多,有用在手机上的SOC譬如麒麟990麒麟980等,也有用在电视设备上的的海思海思V811旗舰级处理器,以及用在服务器端的鲲鹏系列处理器等等。目前华为海思半导体是中国在民用领域发展最好的公司没有之
一,已经具备了和世界一线半导体设计企业一教高下的实力。其核心指令集架构采用的是ARM-V架构,需要定期的向ARM公司购买授权,这也是华为海思目前最大的隐患之
一,因为一旦ARM不再提供授权,那么华为海思处理器的研发之路就要受到重创了,当然了这种情况发生的概率比较低。紫光虎贲系列——紫光展锐最新商用型号:虎贲t310采用架构:ARMV8架构紫光展锐同样是一家通用芯片设计公司,主要生产的也是用于移动设备的SOC,所用架构也是ARM公司的ARM-V系列指令集架构。旗下目前最新的SOC是虎贲T310,集成一颗2.0GHzA75核心、三颗1.8GHzA55核心,并采用台积电12nm工艺制造,支持双摄和三摄拍照,综合性能略强于高通的骁龙625弱于骁龙660,综合表现还算不错。在商用领域,虎贲系列处理器被用在了诸如中兴以及LG的某些低端手机上,譬如最新发布的LGW20就搭载了紫光展锐的SCA这颗处理器。以上就是我总结出的目前我国比较知名的半导体研发公司,其中大家可以看到华为海思是唯一的一家民营企业,同时也是商业化运营最出色的一家企业,足见华为的强悍之处。另外我们也需要清醒的意识到,虽然我们国家已经具备研发芯片的实力,但是就指令集架构而言依旧严重依赖于国外的技术,要么是专利保护到期要么是开源架构,这也可以证明我们国家在基础科研领域是有所缺失的,所以也不能夜郎自大,仍需继续努力。end希望可以帮到你
国产处理器比较具有使用价值的包括兆芯(x86)、飞腾、申威、龙芯等移动处理器设计商包括华为海思、大唐联芯、展讯、全志、瑞芯微,还有中国台湾MTK的MTKMTKMTK的芯片,大陆展讯的SC等智能机芯片等。国产CPU分这么几类吧:先不谈制造,只说CPU设计:
1.龙芯这种从下到上都是自主设计,指令集虽然是模仿的,但也勉强算是自主的,现代CPU架构下指令集的差异性已经不大了。
2.用开源的硬件方案的,代表类型有SPARC架构下的一些CPU,比如神舟飞船上用的就是这类,拿别人开源的东西改改就可以用了。
3.直接买别人的硬件方案,这了指的是买了全套东西的那种,代表类型有alpha架构,也就是申威系列,太湖之光用的。
4.拿别人的授权,然后生产CPU的,代表类型是华为海思这种,拿到ARM的授权,然后重新设计的,虽然ARM会提供公版,但像拿来直接用还是有点难度的。
5.破解、抄袭、打磨别人家的CPU的,有一些研究所在做。以上只是分类,就现状来说:龙芯这种其实意义是最大的,基本上把CPU设计中所有的水都试过,虽然也出过能跑Linux的桌面版本,但整体技术来说有点落后,并且市场前景也不乐观,MIPS自己都快死了。龙芯肯定会活着,至少作为国家战略的技术储备,也会有人让它活着,但活的好不好就难说了。玩硬件太烧钱了,看Intel挣的多,烧的钱更多。SPARC和alpha其实在实际中差不多,一种是开源的,另一种是整体买过来的。问题在于,不管是开源还是买的,基本上搞不到太好的东西,虽然申威拿到的超算的第
一,但申威自身的问题很多,比如内存设计就很弱,适合做并行计算,但不适合民用。当年太湖之光拿下超算第一的时候,很多人觉得国产CPU成气候了,其实不是那么一回事,民用领域对单核性能要求很高的,申威的单核可能还不如龙芯(没研究过具体数据,可能有偏差),申威的优势在于浮点性能强悍,但普通用户要那么强的浮点性能干嘛?SPARC多用在航天领域,欧洲人一直在用,我们在后面跟着学(之前写的有误,老美用的是PPC,欧洲人用SPARC),我们自己造的SPARC整体上还是有一定的差距,如果只是使用的话,已经足够了。再次强调,这两类不太适合民用。第四类就是拿授权,自己设计Soc之类的,这类包含很多,广义一点来说,兆芯(x86)、飞腾(ARM)、海思(ARM)、展讯(ARM)等等,好像PPC指令集在国内也有拿到授权的。龙芯拿到MIPS授权以后,其实也可以归到这类,但毕竟龙芯早期确实是全自主设计,只不过是“兼容”MIPS指令,而且龙芯发布的年代国内缺人缺钱,条件要困难的多。狭义的看,像兆芯这种其实不算,因为没有什么自主性可言,其实就是VIA,但要是哪天VIA卖给国内也许不是什么坏事,起码可以合法生产x86的CPU了(评论里说最新的兆芯已经重新设计IP了,如果这样就跟海思之类的差不多)。拿到的授权不同,自主的程度也不一样,有些可以做深度定制,有些就只能简单改改,因为这类厂商实在是太多了,我了解的不全,不好一一评价。但我个人认为,从商业化的角度上看,这条路是最好走的。兼容性上没有门槛,前期不需要烧特别多的钱(但也不少),对于商业化来说相对比较容易。最后一类是拿别人的片子搞破解抄袭之类的,基本没有什么市场可言,要么是打着科研的旗号,要么打着国防的旗号,要么就是纯粹骗钱,当然可能两三种情况并存的也有。还有,特别注意区别一下龙芯是自己做出来的,汉芯是靠打磨骗钱的,两个不是一回事。以上都是CPU设计方面的。