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中国芯事 3队人马共同努力开创“芯”纪元

责任编辑:editor004 |来源:企业网D1Net  2016-03-02 11:33:38 本文摘自:元器件交易网

平心而论,拥有一颗真正的“中国芯”是几代中国IT人的梦想。这里说的“真正”,不仅仅是指的品牌,还表示在服务器、存储等关键IT设备中,中国人自己设计、制造的芯片可以得到大规模的应用。

既然如此,我们就来谈谈中国芯片那些事儿,这事儿得从英特尔和高通这两大芯片界的“武林高手”说起。前段时间,高通与贵州省政府签署了战略合作协议,宣布双方正式成立合资企业——贵州华芯通半导体技术有限公司,该公司将专注于设计、开发并销售供中国境内使用的服务器芯片。英特尔则与清华大学和澜起科技宣布将联手研发融合可重构计算和x86架构技术的新型通用CPU(服务器领域)。

高通与贵州省政府签署战略合作协议并为合资企业贵州华芯通半导体技术有限公司揭牌,这个事件再度让高通进军服务器芯片市场成为人们关注的焦点。

简单来说就是高通、英特尔这两芯片大厂都要和中国合作推出芯片了。可以看到,在我国政府大力投资和扶持芯片产业发展的背景下,我国芯片产业的发展进入了一个全新的阶段,而国外芯片巨头也纷纷调整自己的在华战略。大家看,目前国内的芯片领域是不是出现了新的趋势?这是好事吗?说到这里,也许大家会对中国芯片产业的发展提出疑问:很久都没有它们的报道了,它们现在怎么样了?国内都有哪些公司在研究芯片?有没有进展?大家别急,请接着往下看。

国内芯片产业都有哪些玩家?

从我国的情况看,中国科学院计算所、国防科技大学、北大众志等主要研发高性能通用CPU,用于高性能计算和服务器等产品;中国科学院计算所、北大众志等还研发了主要用于桌面和笔记本电脑的CPU;研发嵌入式CPU的单位则比较多,包括浙江大学、清华大学、苏州国芯、杭州中天等。

不过从发展模式上来看的话,目前我国处理器产业的发展大致可分为以下三条路径。

1、国家队:尝试最大程度的独立自主

这一路线的主要代表是龙芯、申威以及飞腾这三家公司。龙芯倚靠着中科院计算所,申威出自于军方旗下的江南56所(又称江南计算所),飞腾则诞生于国防科大。公正地说,这个派别的“国产化程度”贯彻最为彻底,作为代表的三个公司也是国内最早开始尝试进行自主设计CPU的企业。

不过大家都能想到,独立自主的道路是最曲折的,市场化也最弱,距离大众消费电子领域也最远。它们在初期的现状更是惨不忍睹,由于市场化程度弱,没有盈利或者盈利很弱,基本依靠国家出钱支持,因此使用的制造工艺也差不多落后于国外企业两到三代,而且相关人才也较缺乏。

2、核高基支持的半民营半国家队:引进吸收再创新

这里说的“核高基”指的是我国的核高基重大专项项目,“核高基”即核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品的简称。

这一梯队的主要代表是苏州宏芯、上海兆芯。这些公司的市场化气息浓厚,宏芯和兆芯都是2013年成立的新公司,它们都得到了核高基专项大额资金扶持。此外,这两家公司的路线和国家队死磕自主的思想不同,它们不仅引进外资的先进技术进行消化再吸收,并且都有着公开的国产芯片战略计划。其中苏州宏芯借势于IBM的OpenPOWER战略,获得了Power8的全套设计源码和后继支持;上海兆芯则依靠于VIA,而VIA具有对个人电脑和服务器领域至关重要的x86授权。

3、民营队:一切以市场为主

从市场的角度来说,华为海思可能是目前中国最成功的国产芯案例,不过它的国产化程度也较弱。目前为止,华为的所有SoC都使用了ARM的公版核心,从Cortex-A9一路到Cortex-A72,我们都没看到它的自研核心面世。

但另一方面,华为海思的市场成绩也是最亮眼的,可以说大于前两个梯队的总和十倍以上。同时因为具备极强的盈利能力,华为海思一面与ARM保持着很好的合作关系,使其能使用最新的ARM产品,知晓ARM最新的路线图;另一面敢于第一个试水新工艺(例如台积电的16nm FinFET),以极低的良品率为代价去换取对先进的超深亚纳米工艺的提前把握。你们看,华为海思是不是值得称道?

科普时间

目前全球有四大处理器架构,分别是x86、ARM、MIPS和POWER。

x86是英特尔首先开发制造的一种微处理器体系结构的泛称。该系列较早期的处理器名称是以数字来表示,并以“86”作为结尾,因此其架构被称为“x86”。

ARM架构,被称作高级精简指令集机器(AdvancedRISC Machine),是一个32位精简指令集(RISC)处理器架构,由ARM控股公司开发,其广泛地使用在许多嵌入式系统设计中。由于其主要设计目标为低成本、高效能、低耗电的特性,ARM处理器非常适用于移动通讯领域(如手机)。

MIPS(Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages,无内部互锁流水级的微处理器),是一种采取精简指令集的处理器架构,1981年出现,由MIPS科技公司开发并授权,广泛地被使用在许多电子产品、网络设备、个人娱乐装置与商业装置上。

POWER架构,它是一种精简指令集处理器架构,由IBM联合多家公司设计,全称为“Performance Optimization With Enhanced RISC”,即“性能优化的增强RISC”。有两个基于POWER架构的衍生处理器架构广泛应用于消费电子产品中,一个是PowerPC,由Apple、 IBM和摩托罗拉联合研制,是一种32/64位指令集微处理器。另一个是Cell,由Sony、Toshiba和IBM联合研制,其主要的商业应用为索尼的PlayStation 3游戏主机和IBM服务器。

前行的路并不平坦

即便发展模式明朗,但是国内芯片的发展之路依然充满荆棘。从具有代表性的国家队来看,以飞腾为例,由于国防科大在超级计算机领域的需求,飞腾从一开始就被定位成提供超大规模并行科学计算的高吞吐型处理器,拥有较高的多线程吞吐能力,但是它的单线程处理能力较弱,类似于今天的GPGPU。为了追求这种高吞吐,2004年的第一代飞腾兼容EPIC的超长指令字指令集,第二代飞腾的重点也是一个重吞吐的流处理器(streamprocessor),第三代飞腾转向仿制以吞吐能力见长的Sun Ultrasparc T1/T2,第四代飞腾则转向了在hotchips曝光的ARMv8“小米”核心。

申威在定位上也与飞腾类似,主要服务国家自研的神威超级计算机,因此申威虽然基于Alpha指令集,但是单线程性能一直不高,设计重点也是在于提供吞吐能力上。龙芯与申威和飞腾则有所不同,龙芯于2001年立项(2000年前后即开始了前期调研,最终圈定MIPS指令集)。起初进展较为顺利,立志做赶英超美的处理器设计杀入个人电脑市场,龙芯2代的性能也一度追上奔腾3/奔腾4处理器的水准。

但是,龙芯2代过后便后继乏力,龙芯3代更是犯了战略性的方向错误,如申威和飞腾一样转向多核主攻吞吐量,单核心微结构接近十年未有变化,刨去主频进步后单线程性能实际上是原地踏步,进军个人电脑市场的性能前提已经破灭。而龙芯3与同为中科院旗下的曙光公司合作共建超级计算机的计划也不了了之,这导致龙芯在2013年时仍然处于销量(以处理器颗数计)仅为5位数的窘境。

这三个代表性的单位,除了飞腾对SunUltrasparc的仿制以外,其他两家都坚持了最大程度的自主设计。从技术上来说,只有制造工艺和EDA仍掌握在国外公司手中,但是对这条路线,舆论的讨伐也最多。

主要原因有两个。其一,大家对“指令集”的不了解。由于龙芯、申威、飞腾的设计均基于MIPS、EPIC、Alpha、ARM等指令集设计,时常能见到不了解芯片设计的人,包括一些在业内小有名气的所谓评论人士,误以为指令集设计是国产芯的核心于是痛骂国产芯实为外国芯。对这一点的误解,经过不少业内人士反复说明以后,已经大有改观。

其二则是大家对于这三个单位未能服务公众、未能进入市场的不满。现在许多网民都抱怨只见雷声不见雨点,每每有国产芯的消息传来,最后却都进入了公众不可见或者不关心的领域,对于国家队吃软饭的指责此起彼伏。

现如今它们又取得了哪些进展?

2014年,龙芯的新一代微结构GS464E横空出世,其初步性能测试罕见地获得了媒体一致赞誉。根据目前已经公布的资料来看,龙芯的新一代产品在单核心性能上为目前的国产最高水平,考虑进主频的差距,尚未正式推出的2GHz主频版本GS464E单核心性能为英特尔Haswell 4GHz主频产品的40%左右。

最新公布的飞腾“小米”核心也在单核心性能上取得了长足进步,有了性能优势,又有国家市场的后盾,国家队自保当无问题,甚至还可以在公众可见的个人消费电子领域有所试探。

市场方面,以龙芯为例,近年来连续拿下海信与海尔数百万颗机顶盒芯片的单子,在军工和国防领域也开拓了一些市场,如北斗卫星上吸引了一定关注的龙芯2F抗辐照版本,和舆论中并未涉及太多笔墨的总装备部采购等。依靠这些市场订单,龙芯已经基本摆脱了依靠国家投入的状况,做到了盈亏平衡甚至盈利。

飞腾和申威的新芯片目前已经确定会各自服务于下一代超级计算机,但是对于其余市场的耕耘尚未见到较为清晰的计划。值得注意的是,最新的申威1600已经改用自定义指令集,意味着与消费电子市场上的通行设备不具备兼容性,申威很可能从头到尾都没有考虑过进入外部市场,一如其过往作风。而飞腾“小米”采用了极具市场潜力的ARMv8指令集,打入市场的门槛不高,对其市场化的努力可以抱着谨慎乐观的态度观望。

民营队方面,由于兆芯和宏芯处于刚刚起步的状态,因此其主要成果还停留在消化吸收的阶段。目前兆芯和宏芯已经推出的产品其实是IBM和VIA各自仿制产品的初始版本,不宜过早做出断言。

再来看看华为,从市场的角度来说,华为海思也可能是目前中国最成功的国产芯案例。依仗着华为开拓的庞大市场,海思的芯片几乎不愁销路。据悉,在ARM Cortex-A9时代海思就已经做到了极高的出货量,但是相对于英特尔铺天盖地的“IntelInside”广告宣传而言,海思显得特别低调务实,在很长的一段时间里海思的成就仅为他们自己以及圈内人士知晓。

但是随着海思的实力越来越强,以及受智能机时代引发的对于芯片这种底层基础器件的大众关注,海思是想低调也不成了。据2015年末报道,海思芯片已搭载于超过一半的华为手机当中,而华为手机的全球出货量已经突破一亿部,仅此一项计算海思就有五千万颗芯片的销售入账,这还不包括大家不太关注的其他终端、基站等设备上使用的海思芯片。

在麒麟950发布会上,华为宣布正在设计自主微结构的服务器芯片,该款芯片一旦上市,将彻底结束华为使用ARM公版微结构的历史。

对于海思而言,最大的遗憾是CPU核心设计并没有掌握在自己手中,使得“国产芯”的说法始终显得有那么一点不顺。海思的SoC设计极见功力不容抹杀,但是CPU核心部分一直受制于ARM,采用公版设计也是不容忽视的一个软肋。业内关于海思开展自研CPU核心的传闻已有时日,以海思的实力来说,正式交出一份完整自研的答卷相信也为期不远。在舆论评价中,海思的这条路线是最被看好的一个。

关键字:海思龙芯华为手机公版

本文摘自:元器件交易网

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中国芯事 3队人马共同努力开创“芯”纪元

责任编辑:editor004 |来源:企业网D1Net  2016-03-02 11:33:38 本文摘自:元器件交易网

平心而论,拥有一颗真正的“中国芯”是几代中国IT人的梦想。这里说的“真正”,不仅仅是指的品牌,还表示在服务器、存储等关键IT设备中,中国人自己设计、制造的芯片可以得到大规模的应用。

既然如此,我们就来谈谈中国芯片那些事儿,这事儿得从英特尔和高通这两大芯片界的“武林高手”说起。前段时间,高通与贵州省政府签署了战略合作协议,宣布双方正式成立合资企业——贵州华芯通半导体技术有限公司,该公司将专注于设计、开发并销售供中国境内使用的服务器芯片。英特尔则与清华大学和澜起科技宣布将联手研发融合可重构计算和x86架构技术的新型通用CPU(服务器领域)。

高通与贵州省政府签署战略合作协议并为合资企业贵州华芯通半导体技术有限公司揭牌,这个事件再度让高通进军服务器芯片市场成为人们关注的焦点。

简单来说就是高通、英特尔这两芯片大厂都要和中国合作推出芯片了。可以看到,在我国政府大力投资和扶持芯片产业发展的背景下,我国芯片产业的发展进入了一个全新的阶段,而国外芯片巨头也纷纷调整自己的在华战略。大家看,目前国内的芯片领域是不是出现了新的趋势?这是好事吗?说到这里,也许大家会对中国芯片产业的发展提出疑问:很久都没有它们的报道了,它们现在怎么样了?国内都有哪些公司在研究芯片?有没有进展?大家别急,请接着往下看。

国内芯片产业都有哪些玩家?

从我国的情况看,中国科学院计算所、国防科技大学、北大众志等主要研发高性能通用CPU,用于高性能计算和服务器等产品;中国科学院计算所、北大众志等还研发了主要用于桌面和笔记本电脑的CPU;研发嵌入式CPU的单位则比较多,包括浙江大学、清华大学、苏州国芯、杭州中天等。

不过从发展模式上来看的话,目前我国处理器产业的发展大致可分为以下三条路径。

1、国家队:尝试最大程度的独立自主

这一路线的主要代表是龙芯、申威以及飞腾这三家公司。龙芯倚靠着中科院计算所,申威出自于军方旗下的江南56所(又称江南计算所),飞腾则诞生于国防科大。公正地说,这个派别的“国产化程度”贯彻最为彻底,作为代表的三个公司也是国内最早开始尝试进行自主设计CPU的企业。

不过大家都能想到,独立自主的道路是最曲折的,市场化也最弱,距离大众消费电子领域也最远。它们在初期的现状更是惨不忍睹,由于市场化程度弱,没有盈利或者盈利很弱,基本依靠国家出钱支持,因此使用的制造工艺也差不多落后于国外企业两到三代,而且相关人才也较缺乏。

2、核高基支持的半民营半国家队:引进吸收再创新

这里说的“核高基”指的是我国的核高基重大专项项目,“核高基”即核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品的简称。

这一梯队的主要代表是苏州宏芯、上海兆芯。这些公司的市场化气息浓厚,宏芯和兆芯都是2013年成立的新公司,它们都得到了核高基专项大额资金扶持。此外,这两家公司的路线和国家队死磕自主的思想不同,它们不仅引进外资的先进技术进行消化再吸收,并且都有着公开的国产芯片战略计划。其中苏州宏芯借势于IBM的OpenPOWER战略,获得了Power8的全套设计源码和后继支持;上海兆芯则依靠于VIA,而VIA具有对个人电脑和服务器领域至关重要的x86授权。

3、民营队:一切以市场为主

从市场的角度来说,华为海思可能是目前中国最成功的国产芯案例,不过它的国产化程度也较弱。目前为止,华为的所有SoC都使用了ARM的公版核心,从Cortex-A9一路到Cortex-A72,我们都没看到它的自研核心面世。

但另一方面,华为海思的市场成绩也是最亮眼的,可以说大于前两个梯队的总和十倍以上。同时因为具备极强的盈利能力,华为海思一面与ARM保持着很好的合作关系,使其能使用最新的ARM产品,知晓ARM最新的路线图;另一面敢于第一个试水新工艺(例如台积电的16nm FinFET),以极低的良品率为代价去换取对先进的超深亚纳米工艺的提前把握。你们看,华为海思是不是值得称道?

科普时间

目前全球有四大处理器架构,分别是x86、ARM、MIPS和POWER。

x86是英特尔首先开发制造的一种微处理器体系结构的泛称。该系列较早期的处理器名称是以数字来表示,并以“86”作为结尾,因此其架构被称为“x86”。

ARM架构,被称作高级精简指令集机器(AdvancedRISC Machine),是一个32位精简指令集(RISC)处理器架构,由ARM控股公司开发,其广泛地使用在许多嵌入式系统设计中。由于其主要设计目标为低成本、高效能、低耗电的特性,ARM处理器非常适用于移动通讯领域(如手机)。

MIPS(Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages,无内部互锁流水级的微处理器),是一种采取精简指令集的处理器架构,1981年出现,由MIPS科技公司开发并授权,广泛地被使用在许多电子产品、网络设备、个人娱乐装置与商业装置上。

POWER架构,它是一种精简指令集处理器架构,由IBM联合多家公司设计,全称为“Performance Optimization With Enhanced RISC”,即“性能优化的增强RISC”。有两个基于POWER架构的衍生处理器架构广泛应用于消费电子产品中,一个是PowerPC,由Apple、 IBM和摩托罗拉联合研制,是一种32/64位指令集微处理器。另一个是Cell,由Sony、Toshiba和IBM联合研制,其主要的商业应用为索尼的PlayStation 3游戏主机和IBM服务器。

前行的路并不平坦

即便发展模式明朗,但是国内芯片的发展之路依然充满荆棘。从具有代表性的国家队来看,以飞腾为例,由于国防科大在超级计算机领域的需求,飞腾从一开始就被定位成提供超大规模并行科学计算的高吞吐型处理器,拥有较高的多线程吞吐能力,但是它的单线程处理能力较弱,类似于今天的GPGPU。为了追求这种高吞吐,2004年的第一代飞腾兼容EPIC的超长指令字指令集,第二代飞腾的重点也是一个重吞吐的流处理器(streamprocessor),第三代飞腾转向仿制以吞吐能力见长的Sun Ultrasparc T1/T2,第四代飞腾则转向了在hotchips曝光的ARMv8“小米”核心。

申威在定位上也与飞腾类似,主要服务国家自研的神威超级计算机,因此申威虽然基于Alpha指令集,但是单线程性能一直不高,设计重点也是在于提供吞吐能力上。龙芯与申威和飞腾则有所不同,龙芯于2001年立项(2000年前后即开始了前期调研,最终圈定MIPS指令集)。起初进展较为顺利,立志做赶英超美的处理器设计杀入个人电脑市场,龙芯2代的性能也一度追上奔腾3/奔腾4处理器的水准。

但是,龙芯2代过后便后继乏力,龙芯3代更是犯了战略性的方向错误,如申威和飞腾一样转向多核主攻吞吐量,单核心微结构接近十年未有变化,刨去主频进步后单线程性能实际上是原地踏步,进军个人电脑市场的性能前提已经破灭。而龙芯3与同为中科院旗下的曙光公司合作共建超级计算机的计划也不了了之,这导致龙芯在2013年时仍然处于销量(以处理器颗数计)仅为5位数的窘境。

这三个代表性的单位,除了飞腾对SunUltrasparc的仿制以外,其他两家都坚持了最大程度的自主设计。从技术上来说,只有制造工艺和EDA仍掌握在国外公司手中,但是对这条路线,舆论的讨伐也最多。

主要原因有两个。其一,大家对“指令集”的不了解。由于龙芯、申威、飞腾的设计均基于MIPS、EPIC、Alpha、ARM等指令集设计,时常能见到不了解芯片设计的人,包括一些在业内小有名气的所谓评论人士,误以为指令集设计是国产芯的核心于是痛骂国产芯实为外国芯。对这一点的误解,经过不少业内人士反复说明以后,已经大有改观。

其二则是大家对于这三个单位未能服务公众、未能进入市场的不满。现在许多网民都抱怨只见雷声不见雨点,每每有国产芯的消息传来,最后却都进入了公众不可见或者不关心的领域,对于国家队吃软饭的指责此起彼伏。

现如今它们又取得了哪些进展?

2014年,龙芯的新一代微结构GS464E横空出世,其初步性能测试罕见地获得了媒体一致赞誉。根据目前已经公布的资料来看,龙芯的新一代产品在单核心性能上为目前的国产最高水平,考虑进主频的差距,尚未正式推出的2GHz主频版本GS464E单核心性能为英特尔Haswell 4GHz主频产品的40%左右。

最新公布的飞腾“小米”核心也在单核心性能上取得了长足进步,有了性能优势,又有国家市场的后盾,国家队自保当无问题,甚至还可以在公众可见的个人消费电子领域有所试探。

市场方面,以龙芯为例,近年来连续拿下海信与海尔数百万颗机顶盒芯片的单子,在军工和国防领域也开拓了一些市场,如北斗卫星上吸引了一定关注的龙芯2F抗辐照版本,和舆论中并未涉及太多笔墨的总装备部采购等。依靠这些市场订单,龙芯已经基本摆脱了依靠国家投入的状况,做到了盈亏平衡甚至盈利。

飞腾和申威的新芯片目前已经确定会各自服务于下一代超级计算机,但是对于其余市场的耕耘尚未见到较为清晰的计划。值得注意的是,最新的申威1600已经改用自定义指令集,意味着与消费电子市场上的通行设备不具备兼容性,申威很可能从头到尾都没有考虑过进入外部市场,一如其过往作风。而飞腾“小米”采用了极具市场潜力的ARMv8指令集,打入市场的门槛不高,对其市场化的努力可以抱着谨慎乐观的态度观望。

民营队方面,由于兆芯和宏芯处于刚刚起步的状态,因此其主要成果还停留在消化吸收的阶段。目前兆芯和宏芯已经推出的产品其实是IBM和VIA各自仿制产品的初始版本,不宜过早做出断言。

再来看看华为,从市场的角度来说,华为海思也可能是目前中国最成功的国产芯案例。依仗着华为开拓的庞大市场,海思的芯片几乎不愁销路。据悉,在ARM Cortex-A9时代海思就已经做到了极高的出货量,但是相对于英特尔铺天盖地的“IntelInside”广告宣传而言,海思显得特别低调务实,在很长的一段时间里海思的成就仅为他们自己以及圈内人士知晓。

但是随着海思的实力越来越强,以及受智能机时代引发的对于芯片这种底层基础器件的大众关注,海思是想低调也不成了。据2015年末报道,海思芯片已搭载于超过一半的华为手机当中,而华为手机的全球出货量已经突破一亿部,仅此一项计算海思就有五千万颗芯片的销售入账,这还不包括大家不太关注的其他终端、基站等设备上使用的海思芯片。

在麒麟950发布会上,华为宣布正在设计自主微结构的服务器芯片,该款芯片一旦上市,将彻底结束华为使用ARM公版微结构的历史。

对于海思而言,最大的遗憾是CPU核心设计并没有掌握在自己手中,使得“国产芯”的说法始终显得有那么一点不顺。海思的SoC设计极见功力不容抹杀,但是CPU核心部分一直受制于ARM,采用公版设计也是不容忽视的一个软肋。业内关于海思开展自研CPU核心的传闻已有时日,以海思的实力来说,正式交出一份完整自研的答卷相信也为期不远。在舆论评价中,海思的这条路线是最被看好的一个。

关键字:海思龙芯华为手机公版

本文摘自:元器件交易网

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