⑴ 中國cpu的現狀
我國處理器研發起步相對較早,但發展歷程比較坎坷。上世紀六十年代,基於超大規模集成電路的 微處理器還未出現,計算機系統就是一個大型的中央處理器,體積大,計算速度慢。當時,我國使 用的計算機系統都是自主設計,且同國際水平差距不大,標志性產品包括晶體管 109 機(1965 年 6 月研製)、小規模集成電路 106 機(1968 年研製)等。上世紀 70 年代以後,美國大規模集成電路尤 其是超大規模集成電路快速發展起來,以英特爾 4004 為標志,美國真正意義上的微處賣清理器面世, CPU 正式進入商用時代,此後按照摩爾定律持續快速演進,英特爾此後也一直統治著全球桌面和高 性能計算市場。相反我國受限於國內經濟條件、國際技術封鎖等原因,期間雖然研製出了基於大規 模集中卜前成電路的第三代計算機系統——專用 77 型微機,但喪失了第四代計算機系統(基於超大規模集 成電路)的研究能力。從「七五」開始,一直到「九五」,國家對國產 CPU 的支持力度明顯下降, 主要科研支持計劃都未將其列入。直接的後果是,上世紀 90 年代中期,國內大量處理器研究單位關 閉,人員大批流失,大學也很少設置硬體專業,計算機公司變成組裝廠,CPU 設計能力基本喪失。
但是,隨著國內信息化的加速以及電子信息製造業的快速發展,「缺芯」的問題又再次受到國家重視。 「十五」期間要不要、能不能開發國產 CPU 的爭論開始爆發,此後科技部將信息產弊耐業部啟動了發展 國產 CPU 的「泰山計劃」。雖然該計劃未能實現既定目標,但為國產 CPU 的發展點燃了「星星之火」, 這些火種演變成了現在國產 CPU 設計的三支國家隊——飛騰、申威和龍芯。除了「泰山計劃」外, 科技部也在通過「863 計劃」對國產 CPU 進行支持。從「十一五」開始,國家通過核高基重大科技 專項對國產 CPU 重點企業進行了扶持。「十二五」以來,國家通過集成電路產業優惠政策、產業基 金等措施扶持國產 CPU 產業,國內培育出了一批國產 CPU 設計單位和研究機構,發展走向正軌。 其中,傳統的設計機構如龍芯、飛騰、申威、海思、紫光展銳等競爭力正在提升,君正、兆芯、海 光等新秀也在快速成長,科研機構包括中科院計算所、北大眾志、國防科大、江南計算所、北京大 學、浙江大學等都在積極參與,形成了百花齊放的局面。
⑵ 半導體系列(三):晶元設計篇之CPU研究,國產CPU到底行不行
CPU又稱中央處理器,作為計算機系統的運算和控制核心,是半導體產閉盯業技術最密集、最具戰略價值的產品,是一個國家技術勢力的象徵。
目前CPU的市場基本被美國的兩大公司壟斷,分別是大哥Intel和小弟AMD,兩家幾乎佔領了99%的市場份額。
目前Intel和AMD以X86指令集和微軟共同建立了龐大的生態系統並且不對外開放,這樣一來,中國隊想要自己做CPU的空間不多了。
01 CPU定義
CPU在半導體行業中是人們常接觸到的一種晶元,最常見的應用就是在電腦中,其中有名的有Intel的 i9-11980HK 和AMD的 R7-5800X 。
按照CPU種類來分類,可以分為伺服器CPU、家用電腦CPU、嵌入式設備CPU和手機CPU,伺服器CPU需要更出色的性能、穩定性和安全性,要求伺服器365天開機運行,連續工作,一個伺服器可以安裝多個CPU;而家用電腦CPU性能要搭帆求相對較低,容量較小,不要求連續工作,一個電腦只能安裝一個CPU;嵌入式設備和手機對CPU的性能要求相對更低。
按照CPU指令集架構來分類,CPU可以分為RISC和CISC。
CISC 即復雜指令系統計算機,物如其名,CISC是比較復雜的,指令系統比較豐富,有特定的指令來完成對應的功能,可以處理特殊任務。
RISC及精簡指令集計算機,把精力集中在經常使用的指令上,對不常用的功能,通過組合指令來完成,實現簡單高效的特點,一次RISC不能處理特殊任務。通俗來說就是經常用的功能簡單化,不經常用的功能復雜化。
這其中CISC代表的指令集有X86,RISC代表的指令集有ARM、MIPS、RISC-V、Alpha、SPARS,除了這兩種之外,還有我國自主研發的指令集DEC和LoongArch。
02 六大國產CPU
首先我們來了解一下什麼是CPU的生態環境, CPU的生態環境就是一塊CPU推出後,系統和軟體對它的支持和優化有多少, 比如國產CPU龍芯就沒有一個好的生態,不論是採用MIPS還是自主研發的LoongArch都轎枝和不能支持Windows系統。
自主建立生態環境又難於上青天,而生態如果沒有建立,軟體商店就不會有軟體(比如QQ在Linux中停更),這也是國產CPU發展最大的瓶頸之一。
目前國內有六大CPU設計廠商,他們是華為、飛騰、兆芯、申威、龍芯、海光(均未上市),他們分別以不同的方式參與CPU的設計。
CPU國產替代的故事得從Intel開始。
Intel趁著PC的東風迅速發展,建立了X86架構,標識了一套通用計算機指令集合,並且與微軟一起在X86指令集上建立了龐大的生態。
目前的X86指令集不對外授權,只被英特爾和AMD所掌握,而X86又是PC、伺服器領域做得最好的,別的指令集的生態環境遠遠抵不過X86,留給中國隊的發展空間實屬有限。
中國隊CPU分為3個路線。
其一是由 龍芯 和 申威 代表的:自研指令集
龍芯最初採用的是MIPS精簡指令集,製作通用CPU,主要產品是自主可控消費類例如伺服器、台式機、嵌入式、航天器等領域。
申威最初採用的是Alpha精簡指令集,主要應用在超級計算機和軍事領域。
龍芯和申威都因為生態的原因,很難發展起來,尤其是龍芯,想要打入伺服器和台式機市場必須有很好的生態。
龍芯因為MIPS的分崩離析,開始發展自己的指令集—— LoongArch ,它是完全有龍芯自主研發,可以兼容MIPS生態, 並且開始嘗試用二進制翻譯兼容ARM、X86處理器,龍芯的目標是在2025年消除指令集之間的壁壘,徹底搞定兼容問題。
申威也因為Alpha被收購,開始發展自主研發的指令集—— SW64 ,它是由Alpha改進而來,申威製作的神威·太湖之光超級計算機便採用SW64指令集,被稱為「國之重器」,在國際上都有一定的地位,多項指標全球第一。
第二路線是由 華為 和 飛騰 代表的:ARM指令集授權
華為晶元「四大天王」麒麟、鯤鵬、巴龍、升騰中,除了巴龍以外,均採用ARM指令集授權來開發。這其中最著名的就是「麒麟」了,在手機領域一度領先,直至海外因畏懼華為的崛起,開始了制裁華為事件,就此「麒麟」短暫隱身。
飛騰也是國內目前使用ARM架構製作CPU的廠商之一,其技術不弱於高通,目前公司也被美國列入黑名單,其晶元製造環節同樣被卡脖子,可能成為第二個華為。
除了華為和飛騰以外,國內以ARM架構製作晶元的廠商還有很多,例如貴州華芯通、展訊通信等。
第三路線是由 兆芯 和 海光 代表的:合資獲取X86授權
兆芯的X86架構授權是源自於VIA公司將部分X86處理器相關技術、資料等IP產權以1.18億美元價格賣給兆芯。兆芯基於X86的生態和技術,性能方面普遍高於龍芯,但還是不能和英特爾比肩。
海光的X86架構授權是通過和AMD合資公司來擁有AMD授權IP,但並不是完整的技術轉讓,而是閹割後的殘缺版,所以性能上面和AMD銳龍、高通驍龍差一個檔次。
03 RISC-V
RISC-V近些年流行的新型指令集,它是一種開源式指令集,對使用者免費開放,也是這種特性使它被眾多專家認為是中國處理器產業的一次機會,而且可能是最後一次機會。
目前全球CPU的市場格局是以X86架構壟斷PC、伺服器行業;ARM架構壟斷移動設備行業,這兩家幾乎涵蓋了所有CPU市場需求。
X86架構歸「Wintel」(英特爾+微軟)所屬,是一種封閉指令集,不對外授權, 簡單說就是誰也別想用,就我自己能用 ;ARM架構屬於可授權指令集+可授權設計, 簡單說就是你用需要經過我同意並且收費,你想再它基礎上設計還得再經過我同意並且再收費。
正因為如此,RISC-V作為開放式指令集,被中國隊大力支持,看作救命稻草。
那RISC-V究竟有沒有那麼好呢?我們主要得看兩方面: 一個是它的生態好不好,生態是決定指令集發展空間的最大因素;另一個就是它到底是不是徹頭徹尾的免費,日後會不會再被卡脖子。
第一,RISC-V的生態怎麼樣。
RISC-V具有性能高、功率低、面積小、易於擴展等技術特點,最重要的是它的開源、免費的獨特屬性,為其帶來眾多合作商,影響力逐步擴大。
從2015年組織RISC-V基金會成立是的25個成員,到現在已經有超過300多個單位的加入,其中包括阿里、谷歌、華為、英偉達、高通、中科院、麻省理工等等。
日前,有知情人士表明,英特爾將以20億美元收購RISC-V領域的重量級公司SiFive,這也表明了英特爾的態度。
雖然英特爾靠X86架構在PC、伺服器領域無人能敵,但是移動設備一直是他的心病,ARM在移動設備領域是他無法抗衡的,而RISC-V的出現,給了機會。
但是看好歸看好,ARM的壟斷地位依舊很難撼動,RISC-V後續可能與X86聯手對抗ARM,但更大的可能是打入嵌入式設備市場中,做物聯網領域的「一哥」。
總體來說,不論是PC、伺服器,還是移動設備,都很難被RISC-V介入,相反一些嵌入式設備比如空調、冰箱、掃地機器人、電動車等等發展環境更好。
第二,RISC-V是否永遠免費。
RISC-V源於2010年,加州大學伯克利分校的一個研究團隊研發,當時他們因為市場已存在的指令集相當復雜,且成本和門檻太高,所以建立了新的指令集。
「開源架構RISC-V將永久免費,成為人類共有財產。相較於X86和ARM架構的高門檻,開源架構RISC-V將帶來晶元設計的革命」——RISC-V架構開發者之一Krste Asanovic博士。
這是RISC-V架構開發者的原話,表明該指令集是完全開源免費的,到目前為止他們也很好的履行了,甚至把基金會總部搬離美國,遷移至瑞士(永久中立國)以防止美國地方政策的限制。
盡管RISC-V從表現來看做得很優秀,但抽絲剝繭,終究還是有隱患在的。
實現RISC-V指令級架構的處理器內核有很多個不同的微架構實現,而微架構實際的模式是分不同類型的,其中有開放的、需授權的以及封閉的。
雖然基於RISC-V開發CPU不需要支付授權費用,但如果直接用RISC-V內核設計,也是需要支付授權費的。通俗來說就是你用我不需要收費,但是想在它的基礎上設計得經過我同意,甚至收費(我們目前是全免費,但我有權利在以後收些錢)。
總結來說,目前全球的指令集呈現以X86、ARM、RISC-V三足鼎立的局勢,RISC-V作為新時代的弄潮兒得到了各大廠商的認可,有發展的空間,但它不足以撼動其他兩個指令集的地位,不過可以預料到的是,等RISC-V成長起來,仍然有可能對我國CPU發展卡脖子,我們需要保持隱患意識,在跟隨洋人步伐的同時,發展自身CPU業務。
縱觀國內廠商在電腦CPU領域,龍芯以自研為主,開發屬於中國的指令集,目前已經可以滿足一些黨政領域以及機密工作的需求,但打入家用電腦領域仍需要提升CPU的生態和性能;伺服器CPU中,申威在超算上小有成績;華為近期也有消息稱完成40nm去美化工作線投產,在明年更將攻破20nm的工作線,麒麟可能會重新歸來;一些未上市公司如芯來 科技 、平頭哥等也有在嘗試RISC-V領域。
種種跡象都在證明,雖然我們起步慢了30年之久,但國產CPU一直在突破,路途艱辛卻一路披荊斬,長夜漫漫,但黎明終將到來。
全文由各種資料查證,如有專業領域上的錯誤,希望可以拋磚引玉,有所探討。
晶元全產業鏈圖(綠底已經寫完)
今天在後台回復『硬核干貨』,主編送你一個 財經 知識錦囊。
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⑶ 國內CPU研發技術是不是很差
不是很差。是非常差。前二十年,前二十年,因為上海交大的漢芯造假騙了十多億的事情。導致國內晶元業,在近十年內,談「芯」色變。誰也不敢提這個字。但是最近幾年,中國崛起。村裡面的老二,想要頂老大的位置了。老大肯定不願意啊。各種卡脖子,所以導致現在村裡面開始認識到晶元的重要性了。因為老大不賣給你了,也聯合其他早塌兄弟不賣給你機器了。
你有再先進的晶元設計,但是你的工具不行啊。所以還是搞不出來。就比如你能畫出非常精美的圖案,你想把這個圖案刻在玉器上面,但是這個刻刀,你自己做不出來。而這個刻刀,又不是三兩年就能搞出來的。他需要很多不同的公司來合作,有光學,有機械,還有操作員,這些是需要一代一代的傳承和積累。幫傳帶,就像清朝時的,那些開錢庄票號的掌櫃一樣。一個帶一個。所以清朝的錢庄票號幾百年,沒有出現過一張假的票號,能兌換成功的情況。這些都得益於,他們內部的密碼,外部的明碼,這些技術都是傳承下來的。
而現在這個 社會 ,什麼東西都要求,快速,快速,再快速。而晶元這種東西,必須要水漲船高,你底層的基礎從業者,素質,各方面都提高了,人才儲備達到了。你才有冒尖的,才能向更高的地方進軍,才有突破。而現棚睜頃在包括高校,研究所,都希望快速出成果。領導今天布置一個任務,就恨不得明天見到成果。如果見不到成果,就想搞成PPT項目,先演示出來。給別人講的高大上,能拿到項目經費再說。一旦拿到經費了,也就無所謂了。反正錢也已經拿到手了,後面的事情都簡單了。出不出成果都不太重要了。
另外,現在這個 社會 ,各行各業都在製造焦慮。包括現在的中間力量,35-45歲的年輕人,應該是挑大樑的時代了。但是他們上有老,下有小。小孩上學問題,因為搖號搞的人心愰愰。你不想搖號,你就得買學區房,學區房普遍比別的房子要貴很多。老人也到了年紀大,生病要花錢的時候了。所以容不得你靜下心來坐冷板凳,一坐就是十年二十年的搞研究了。並且知識分子現在不受尊敬,有錢才是硬道理。你學術再牛逼,你不搞行政。拿不到項目,誰也瞧不起你。你沒錢,沒項目,不光你老婆瞧不起你,你的同教研室的同事也看不起你。你帶的學生也看不起你。
而我們都是普通人。普通的智商,你不可能說是研究出一個什麼,完全碾壓你的同事。這不是金庸的武俠故事,偶然得到一本秘笈,苦練兩年,橫鏈陸空出世,就可以秒殺一切。現在做科研,就是要聚集人才,還得大量燒錢才能出成果。沒錢沒人,就別想。以我真實碰到的情況為例,一個學校的研究生做實驗,操作一個進口的激光頭。2500美金一個,那個孩子因為操作失誤,連著燒了兩個,不敢再試了。請示老闆(研究生導師),他的直接老闆是院裡面的頭頭,拍板說是繼續弄。最終燒了四個,費掉1萬美刀後,把這個東西調試成功了。如果是普通的老闆,能有這樣雄厚的資金和魄力嗎?當然,最主要的是資金。你沒有資金,沒有試錯的成本。誰能出成果呢?
就像晶元這個行業。隨便做一個片子,流片一次,就是幾千萬,像你說的這種CPU,這估計得幾千萬美元。有誰敢擔這個責,有誰敢來拍這個板。現在這個 社會 ,人人自保頭上的帽子。寧可沒有功績,也不能出問題。
我倒是相信,像華為,小米這樣的企業。在賺取足夠多的利潤之後,為了基業長青,會在30-50年的時間之內,把晶元這個東西攻破。讓我們也有一些立足於世界IC行業的資本。
當然前提條件就是中美繼續交惡。如果一旦緩和,晶元又能進來了,特別便宜。我相信30-50年也很難解決問題。
這種事情,說白了。就像吃包子一樣簡單。你本來是買你鄰居家的包子的,後來鄰居不賣給你了。別的地方又買不到。所以,你只能暫時的,拿饅頭夾點菜來湊合一下。但是同時你也暗下決心,關起門來研究包子。但是你鄰居看著你一天天的倒掉大量的壞包子。終於有一天,看見你快做成了。他馬上,把以前一毛錢的包子。降成五分給你。而你呢,包子還沒有完全研發成功。要想繼續做成功。照現在這個進度,順利的話,還得燒掉大量的金錢。而這些金錢用來買這五分錢一個的包子。買上一百年都沒有問題。所以又導致你停止了繼續研發的念頭。
國產CPU
雖然大家基本都沒用過,不過知名度卻是不低,先有頂級超算天河,後有自研CPU龍芯,除此之外還有不少各具特色的國產U,下面一起看看到底有哪些自研的國產CPU吧:
龍芯—血統純正的國產U
龍芯老實說不是最早國產U,也不是最成功的,但它偏偏知名度最高,各種電視新聞報道,中科院出身,血統純正,名正言順的成為國產CPU的代表產品。以計算角度來看,龍芯確實是比較純正的國產CPU,但指令集依然不是自創的,使用的是MIPS的指令集,並在此基礎上發展出了自己的一套規范。
龍芯之父胡偉武博士說過可以把CPU做到世界第一,但是指令集不同,軟體無法使用,用戶絕對是不會買賬的,打造自己的軟體生態系統花費巨大,無奈之下龍芯只好選擇當時在大學、科研單位有良好基礎的MIPS指令集。雖然指令集是別人的,但在龍芯的開發下,新加入了500多條自定義指令,運算效率極大提升,最新的龍芯3A3000單線程性能約為Intel I5 4460的三分之一。
紙面上雖然這樣說,不過龍芯幾乎沒什麼應用支持,只是個光桿司令單純參數並沒有什麼參考意義,期待龍芯在桌面市場有所表現不怎麼科學。不過軍工航天領域倒是有大大的發展空間,15年發射的北斗雙星就是搭載的龍芯,性能以及價格都遠遠優於進口宇航CPU,後續的國防航宇領域都會搭載國產CPU,相信這將是國產U的正確發展道路。
申威/飛騰—有軍方背景的最成功代表
上面龍芯是中科院出身走的軍工路,而申威和飛騰都是有軍方背景研究設施的親兒子,比起龍芯更理所當然的承擔起國產軍工CPU的製造任務。指令集方面,申威處理器使用的是Alpha架構,而飛騰在幾經周轉之下,最終選擇了ARM V8指令集。
龍芯在桌面市場還有叫得出名字的產品,而申威則是專注超算領域,旗下的神威?太湖之光也打破「天河二號」的六連冠,問鼎世界超算第一,神威採用的CPU SW26010,260核心,Alpha 64位架構,性能幾乎是天河2號的三倍,但總功耗反而更低了。而使用AMR架構的飛騰處理器則是在伺服器CPU領域發力,旗下「火星」伺服器CPU,全晶元性能與Intel Xeon E5-2699v3相當,早些年還在山寨Intel現在已經能與大哥相媲美,實屬難得。
兆芯/海光—政策驅動下的後期新秀
上面說到的國產U都有個問題,就是不支持WINDOWS,想要快速研發出可以商用的CPU,還是要老實的走X86路線,可這是Intel的吃飯傢伙啊,想要獲得他的授權基本沒可能,這可怎麼辦?此時,家有一老如有一寶,國產廠商很順利的勾搭上風燭殘年的台灣VIA,雖然VIA只剩下個殼子,但好歹還是有X86專利的,面對大陸的重金禮聘,自然樂意和大陸合作了。
做一個能用的CPU很容易,定義指令集,實現指令集,定義匯流排,實現匯流排都不難。做一個性能很強的CPU很難。我看過國外講高性能CPU設計的書,裡面不是代碼,全是數學,作為一個碼農,我表示看都看不懂。我還看過講設計一個簡易CPU的書,裡面全是代碼,非常easy。有時候我感覺自己雖然是ASIC工程師的職位,但是真算不上懂ASIC,ASIC的真正東西都不是代碼,而是電路,你看老美的ASIC教材,不是講電路就是講數學,這才是真正的ASIC,國內的教材只有講verilog的,因為太理論的東西沒那麼多人懂,國內的老師也基本不知道怎麼教,很多老師自己也不懂。會寫verilog,只能算最低端的IC工程師。
是很差,差到超級計算機全球第一,要是再差點就宇宙第一了。
發現你的提問都是不自信的, 特別對國產的設備方面的提問,你就不能問「國產CPU研發進展如何?」你說「是不是很差?」就是暗示中國的CPU是差的,只是差得是不是到了「很」的程度。所以回答者只能在差這個方面找出一點不差來。
所謂差只是以前我們落後用的人家的CPU,現在有了自己的又說是人家授權的,中國不管怎麼搞都是差,這都是不自信的表現。
說去說來還是個話語權的問題,比如量子通信技術,西方人一定不承認比我們差,俄羅斯人甚至還說量子通信破壞了世界秩序,所以不是什麼差不差的問題,是誰有話語權,定規則權誰就佔領了制高點,我們國家現在爭的就是話語權和規則制定權。
最後說一句:以我為標準的,我先進;以別人為標準的他先進,你怎麼追也是落後的。這就是「落後就要挨打」的現實,這個「打」不光是軍事上的,還是經濟, 科技 ,教育全方位的。
1.說實話在電子技術以及晶元研發方面我國和發達國家差距還是很大的,高 科技 產物、新技術等等大部分都是外國弄出來的,正視差距,看清自己才能讓自己更好的進步和發展。
2.咱們就說說國內最著名的龍芯CPU有那些問題吧,
配套軟體和生態圈無人來做:CPU是做好了,但是基於MIPS的軟體少。還有拿哪個操作系統來配套?這都是問題啊,就想當初WP系統沒軟體用一個道理。
龍芯國內還不能生產:龍芯好像還是國外廠商代工的?雖然我我不知道這個消息是否屬實。還依靠國外代工那有什麼優勢呢,別人罷工了還不是一樣受制約。
3.咱們暫且不談龍芯和等燈 等燈的差距在哪裡,就以上兩點要做到都有非常大的距離啊。
4.當然還有國內的華為是自己做的手機CPU,麒麟CPU架構不是自己的也就沒什麼好談的了,但是好在華為自己的通訊基帶是自己的不受高通的制約。
國產cpu自主晶元的研發,已經是國家戰略的高度,中芯國際和深圳中微半導體(AMEC)將在2017年底敲定5nm刻蝕機,為此中微已經研發了5年之久。目前國內僅中芯國際啟動7nm工藝製程研發,約落後國外巨頭如英特爾、三星、台積電等一線大廠2-3個世代,其中最先進的工藝製程的裝備多數由國外廠家把持,但國產裝備則積極尋求突破口,期望將來都能夠用上中國芯……
……搜集於網路,非商業利益,如有雷同純屬巧合。僅限於虛擬問答……
……僅此而已
本質上來說,沒有真正的核心技術,都是合作或購買的方式拿到指令集的授權或使用權,然後為了搭配自主硬體的需要再開發一些,美其名曰自主,確實並不是這么回事。比如說華為的海思麒麟手機用處理器,CPU和GPU部分就是經過授權的,要花錢買的,然後在這基礎上再次開發。
cup 這東西分兩塊,一塊要講邏輯,講邏輯要講數學,講數學要講數學應用,另一塊要講晶元,要講邏輯講電路。 國內怎麼講,數學應用不行,電路也不行。你想想,cup邏輯,電路有現成的這類直接抄別人的或買或使用權。研發不說算了,CPU原理就那樣,肯定能造出來,但要造個好的CPU就難。。中國很多行業都是這樣,能造出來但造不出好的出來。比如各行各業的發動機,電動機,CCD,攝像頭,感應器,燈光等等,對於要求不嚴的咱們要國產,要求嚴格的用進口。國產工業比不過世界一流水平,但比那些非洲阿富汗類國家強。。
好高騖遠,中國不是研發不出高性能計算機,是造不出來 好多造cpu得機器 工藝中國沒有 還有中國人中產階級技術工人做事不嚴謹 。這就和發動機一樣能造出來但壽命不常 性能不行。
不差,只是很多國外專利封鎖了,研發就更難,能研發是一回事,能不能製造是另外一回事,就算我研究出比I7 7000,但是你沒有光刻機去製造,也只能看著;更何況,現在的企業只向錢看,對晶元製造,每年都虧損幾億到幾十億美元,沒有哪個企業感投入進去,就算加入,10nm的光刻機國家也買不到。
⑷ 國產CPU性能測試:多核華為排第一,單核兆芯排第一
眾所周知,雖然國內的晶元技術在全球來看處於相對落後的水平,尤其是製造工藝上,更是落後國際頂尖水平較遠。
但事實上,國內的晶元企業可不少,據說光IC設計的企業就有1600多家。同時晶元品牌也不少,甚至可以說為了找出適合中國芯發展的道路,中國廠商將國外的所有架構,比如X86,ARM,MIPS,Alpha,Power,RISC-V等架構都嘗試了個遍。
當然目前國產CPU的成績也是有的,像電腦處理器有龍芯、兆芯、海CPU等,超級計算機領域的處理器有申威CPU,手機處理器有華為麒麟,有紫光的虎賁等。
也正因為品牌眾多,所以消費者的好奇心就來了,一直想知道到底哪些CPU是最強的,哪些處理器又是相對較弱的。
而近日,有人就發布了一張國產CPU的性能測試圖,主要測試單核和多核下的跑分,看看誰最強。
測試採用的是SPEC2006。測試的處理器有兆芯 KX-6000,華為麒麟980、鯤鵬920、申威、龍芯、虎賁等等最近比較出名的國產CPU
通過單核測試成績,我們可以得出如果單論單核跑分,扮搜桐採用X86架構的兆芯KX-6000最強,有29.2分,漏缺而麒麟980排第二,鯤鵬920排第三。
並且很明顯這個單核跑分成績和主頻有很大關系,兆芯是3.0GHz的,麒麟980有2.6GHz,而鯤鵬920也是2.6GHz,他們也正好位列前三名。
而多核測試成績上,由於鯤鵬920、飛騰CPU是有於伺服器的,所以核心多,是採用64核的,所以成績大幅度領先,分列第一、二名。
不知道你對這個成績是怎麼看的呢?當然有人表示,這些裡面有些是伺服器廳坦CPU,有些是手機CPU,有些是PC使用的CPU,所以單這樣測試單核多核不公平。
但不管怎麼樣,這個測試成績還是可以給大家一點參考的,你覺得呢?
⑸ 國產CPU現在發展得如何了
行業主要公司:目前國內CPU行業主要公司有天津海光、華為鯤鵬、天津飛騰、上海兆芯、龍芯中科等。
1、中國CPU第一股誕生
2022年1月6日,嵌入式CPU設計公司蘇州國芯科技股份有限公司於科創板上市,股票代碼(688262)發行價為每股41.98元。標志著我國嵌入式CPU第一股的正式誕生。國芯科技是一家聚焦於國產自主可控嵌入式 CPU 技術研發和產業化應用的晶元設計公司。致力提供 IP 授權、晶元定製服務和自主晶元及模組產品,主要應用於信息安全、汽車電子和工業控制、邊緣計算和網路通信三大關鍵領域。2009年,國芯科技主要聚焦汽車電子、工控和信息安全領域,2017年,公司開發開源RISC-V指令集架構處理器,同時進軍邊緣計算與網路通信領域。
⑹ 為何國產超級計算機已經領先全世界了,而國產cpu卻依然落後
每日點兵,為您解答
首先,超級計算機的算力大小並不依賴狹義上的CPU,超級計算機需要的是浮點算力,而目前市售CPU先天就有不足。在天河一號和天河二號中,真正為超級計算機提供算力的是gpu和協處理器,就像你的pc,CPU調度,顯卡幹活一樣。天河一號和二號的時候,硬體都是直接買的,天河一號和天河二號基本都用到了Intel xeon E5 xeon phi ,甚至還有AMD的顯卡(真正的顯卡hd4870x2,連計算卡都不是)。之後美國開始對華限制出口,主要是禁運xeon phi,nvidia Tesla這樣的產品,CPU倒是沒那麼嚴。太湖之光就開始使用自研處理器了。sw26010本質上和Intel lga介面的xeon phi的設計思路是相似的,眾核堆算力,至於工藝方面,是28nm,這個工藝放在2015年,可以說得上是主流工藝了,絕不算落後,而且能效絲還比Intel強好幾個檔次。當然,這種處理器給PC用毫無意義。
更有趣的是,與sw26010設計思路相似的xeon phi 7200系列,今年才上市。所以啊,先問是不是,再問為什麼,中國的CPU當然行,還很行。
那為啥民用為什麼不行?沒專利,沒授權,適應不了市場。
我國要生產CPU除了要向國外支付相關專利費外,就只剩下建立一套專屬於自己通訊專利和協議。關鍵是你這兩樣東西必須讓其它的電腦供應廠承認。否則沒用。
美國阿貢國家實驗室科學與工程院主任彼得·貝克曼曾經接受媒體采訪時說過這樣的話,「這些年來,中國對超算的投入和努力巨大,發展速度和成就令人驚嘆」。並且,來自國外的同行也開始羨慕起中國來,稱贊中國是「國家在辦事」(意同中國辦事效率相當高)。中國超算系統,即「神威·太湖之光」和「天河二號」在最新一期的TOP500榜單中依然霸佔頭兩名的位置。某種程度上說,中國在超算領域能取得這樣的成就,也與本國工業、學術和軍事能力高度相關。令國人們感到自豪的,握族不僅因為「神威·太湖之光」在TOP500榜單中再一次且毫無壓力地霸佔冠軍的寶座,以及高於美國最快的超算系統「泰坦」大約五倍的速度,還因為「神威·太湖之光」採用的是有中國自主知識產權的晶元。而且,「神威·太湖之光」在體系結構、高速互聯和系統軟體等關鍵性技術上均獲得了前所未有的突破。「天河二號」則採用了英特爾的晶元。
神威藍光計算機系統裝配的國產「申威1600」中央處理器。
國內有不少的業者們看來,中國在超算領域所取得的成績,國人們不應該據此沾沾自喜。當前,美國能源部正支持建造兩台新的超算系統「Summit」和「Sierra」。位於美國橡樹嶺國家實驗室的超級計算機「Summit」預計是在2018年開始投入使用冊皮卜,「Summit」的計算性能將會是「神威·太湖之光」的兩倍左右。換言之,美國在2018年裡會重新搶回超算領域的霸主之位。況且,美國公司如英特爾等仍然主導著晶元行業。舉例來說,在最新一期的TOP500榜單中,有471台超算系統採用英特爾的晶元,有14台超算系統採用美國國際商用機器公司的晶元。
就此話題,之前有媒體直接引述了中國曙光公司高性能計算機產品事業部副總經理吉青的話稱,「E級超級計算機是全球各國爭奪的皇冠上的明珠,佔領戰略制高點至關重要,但從業界來講,我們更本質的初衷,則是為全球用戶提供更多選擇和可能」。憑心而論,吉青說得就很好。中國發展超算系統,並不是為了要碾壓國外同行,而是要為全世界的人服務。
中國在晶元領域比起美國等同行仍然有很大的差距,至於原因是什麼?我在國內、外好些網站上找了找,終於找到了龍芯中科胡偉武在2018年初接受媒體采訪時講出的一些話,具體包括了三點。
第一,如果用賽跑作比喻各國在晶元領域的競爭,過去中國連國外同行的背影都看不到,今天至少能看清國外同行的背影了,等到2020年就能看清國外同行的後腦勺和頭發了。中國在後面努力地追,但國外同行也在前面奮力地跑。中國要追上國外同行,必然是得有個過程的。第二,中國改革開放至今差不多有四十年。在這四十年裡,中國取得了很多了不起的成就。然而,之前中國是直接繞開了通用晶元CPU、操作系統、發動機和高端儀器等高精尖技術而發展的。而今,中州穗國要從大變強,必須回過頭來攻克這些高精尖技術。中國要攻下這些高精尖技術,便會是一個漫長的過程。因為這些高精尖技術非常復雜,影響這些高 科技 產品的因素非常多。中國要研發這些復雜的系統,只能是一步一步地進行。第三,中國在研發通用晶元、操作系統、發動機和高端儀器等復雜系統的過程中,並不是因為缺錢,也不是因為體制機制上有大的問題,最主要的是缺了時間。況且,中國要研發出可規模化量產並具備國際競爭力的晶元、操作系統、發動機等產品,必須得在應用的過程中才能不斷地發現問題,進而在解決問題的過程中不斷地改進產品。
如果用最簡單的一句話說便是,中國在晶元等高技術領域的底子比國外同行薄弱了很多,才導致了中國在晶元領域落後於國外同行。實際上,在今天,在很多高 科技 領域,中國就是追趕者的角色。要我說的話,如果中國當初沒有錯過第一次、第二次和第三次 科技 革命,中國今天在高 科技 領域的成就肯定會比目前大得多,輝煌得多。對於新中國成立之前那一百多年的 歷史 ,我們也不要再去追究了。何況,以中國在改革開放四十年來取得的發展速度,再等上二、三十年,中國一定會成為全球主要的高 科技 創新中心之一,並造福全人類。
國產CPU並不落後。落後的是國產知識產權體系下,CPU的生態。
中國超算,尤其是天河系的出彩,來自於中國設計師團隊世界范圍內首次提出的異構計算,即CPU和GPU的聯合工作。當然天河系列之前主要使用英特爾的晶元,後來在美國商務部限令出口後,國產申威晶元第一時間頂上,在神威·太湖之光超算上繼續維護了中國超算在全世界范圍內的領先地位。
大家現在看到的落後,來自於用戶體驗差。這種差並不來自於分散的硬體,而來自於整個體系的磨合不夠成熟。
就好比我們現在拿勞斯萊斯的發動機,拿蘭博基尼的氣動外形,拿創馳藍天變速箱,拿賓士大G的底盤,拼出一輛車,這車是否就碾壓全球了?
並不能。因為這些體系並不兼容。整出這么一台奇美拉轎車可能甚至還跑不過滿大街叫囂的新思域。
國產CPU當初就是一顆孤懸的 健康 心臟。但是這顆心臟放不到任何一個活人的身體里。想要用它,你只能自己造一個人。
好了我們造一個出來也沒多難。結果這個人還沒站起來,因為腿部肌肉不響應,咣當摔倒了。
大家都說:國產心臟好爛啊。
沒關系繼續調整,接著來。
調整好了之後人站起來了!大家一片激動,結果走了兩步,動態穩定性不行,啪嘰又摔倒了。
大家都說:國產心臟好爛啊。
沒關系我們接著搞!
調整好了這一次!我們造的小人走起來了!跑起來了!太振奮了!這時候正在訓練百米跑的英特爾平台主機從旁邊風一樣掠過,像看傻子一樣看著我們的小人。
大家都說:國產心臟好爛啊。
沒關系……我們還可以堅持下去。
在完成了所有的調整之後,我們的小人和英特爾平台的win系統、蘋果平台的OSX系統,站在了一起,他們必須無視成長時間鴻溝一般的差距,至少給用戶相同級別的感受。
這步,我們到今天還沒做到。
但是這之前的,我們耗費了30多年的心血,已經完成了。
題主,國產CPU並不垃圾。時間會告訴你一切。
國產CPU並不落後。CPU分很多種,比如手機的麒麟970是世界第一梯隊的CPU。答主估計問的是桌面通用CPU,這個主要和市場有關,而不是中國不能研發生產這樣的CPU。說白了,後來者很難把差不多的桌面電腦CPU賣出去。
這話問的,就好比問一個廚子,你茄子炒的這么好吃,為什種茄子的技術不怎樣啊?
生產計算機的並不生產CPU,就像廚子只管炒菜,不管種菜是一個道理。
記得在一次工程機械展會上,一位媒體人問一家知名工程機械製造商 你們生產的起重機既然這么厲害,為什麼還要用進口的柱塞泵?為什麼不把這個關聯器件攻克? 當時廠家的回答是 我們是做整機的,不是每個零部件都得自己生產。工科液壓泵的不應該是我們總裝廠,而是應該由專業生產液壓器件的廠家研發。
超算是一個巨型的礦機,計算能力主要由GPU實現。天河二號用的是至強CPU和N卡。太湖用的自研申威CPU聽說有260個核。
看太湖的數據,其實國產cpu技術沒那麼落後。但通用CPU確實是個空白,因為通用CPU基本都是X86架構的,你要研製,就必須得問別人買授權。華為自研的ARM晶元麒麟大家都知道,是買斷了人家的公版,做出來的。不買授權自己做可以不可以,可以,但你自己創造個通訊協議做個指令集出來,別人也要給你做配套才行。否則主板不認內存不認硬碟不認,那還是空的。現在的配件都只認X86,你的U必須做這個架構,就必須看美帝的臉色。
而我們都要買版,買專利,看臉色,做出來的還是正宗國產CPU么?
超級計算機並沒有想像中那麼神秘,它也只是一個計算工具。
當有人輸入計算條件後,超級計算機就會輸出計算的結果。和買菜用的計算器是一樣一樣的,僅僅只是規模上的區別而已。
我們常用的家用電腦一般只有一個CPU,每個CPU內一般只有2~8個物理核心,這樣就能玩 游戲 、看視頻、瀏覽網頁,因為這些程序的背後只需要少量的浮點運算。假如要模擬飛機附近空氣的流動,以及飛機本身的受力情況,就需要擁有成千上萬顆CPU的超算來完成,需要把空氣、機體分割成一個一個的小塊塊,分別計算每個小塊的運動和受力,再整合起來得到整體的運動和受力情況。超算可以將一個大的任務切分成並行計算,這樣就可以快速地完成繁重的計算任務。
如果把飛機模型中的一個1立方米的立方體分成1立方毫米的小方塊,那麼就會得到10億個小方塊。普通一個家用CPU需要連續做10億次運算,算完整個過程可能需要花上一整天,而如果有10個CPU,就可以把10億個小方塊分成10分,每個CPU只需要計算1億個方塊,再把所有CPU計算的結果整合起來,兩小時就能算完了。
如今超級計算機已經廣泛的應用於氣象氣候、石油勘探、大氣海洋環境、航空航天、宇宙模擬、密碼研究、核爆模擬、武器研製、材料科學、工業設計、地震模擬、動漫渲染、深度學習、人工智慧、生物醫葯、基因工程、數據挖掘、過程式控制制、金融分析、人類組織系統研究、公共服務等各個方面。所以超級計算機成為了強國必爭之地,可以說未來想要打破科幻片里所謂的「質子鎖」就需要用到超算。
「超級計算機」一詞並沒有明確的定義,隨著計算機行業的發展而發生變化。早期的控制數據公司機器可達十倍速於競爭對手,但也僅是原始的標量處理器。到了1970年代,大部分的超級計算機已經是向量處理器了。1980年代初期,超級計算機朝著大規模並行計算系統發展,這時的超級計算機由成千上萬的普通處理所組成。1980年代中葉,將8個到16個不等的向量處理器聯合起來進行並行計算成為了通用的方法。1990年代到21世紀初期,超級計算機互聯主要基於精簡指令集的張量處理器(如:PowerPC、PA-RISC或DEC Alpha)來進行並行計算。
我國超級計算機的現狀在近期發布的全球超級計算機Top500榜中我國有214台超算上榜,在數量蟬聯第一,而曾多次登榜首的神威太湖之光、天河2A分別位於第4名和第6名。日本繼超算「京」的失敗基礎上推出後續「富岳」時隔9年再度登頂,而美國的超算「Summit」、「Sierra」被擠到了2、3名。
雖然我們已經取得了不小的成績,但CPU仍然是我們的短板。比如過去天河二號用英特爾Xeon Phi(至強融核)的CPU連續4次在超算界Top500榜上榮登寶座。但自從2015年4月美國禁止英特爾向廣州超算中心出售至強融核CPU後,明顯有些跟不上腳步了。
雖然可以用2~3顆國產的申威晶元替代,但用一張Tesla V100就能解決問題只會增加復雜程度,晶元越多,調度就越困難。這就好比5個人的團隊好管理,而500人的團隊管理難度幾何級數增加。
總結我國的超算之路想要有長足的發展,依然需要補齊半導體產業鏈的短板。假如神威的CPU也能採用7nm的工藝製程和HBM2的內存,也不見得會比日本的「富岳」矮一截,誰勝誰負會是一個未知數。但恰恰這個前提是我們很欠缺的。
你說的落後的是桌面CPU,影響桌面CPU的是軟體生態(根本上是指令集生態),舉個簡單的例子,國產CPU再強,不能運行Windows你會買么?道理就是這么簡單,因為軟體生態好的指令集專利被美國捏的死死的,所以已經沒有了其他市場,自然不會去做。
我們的cpu已經世界領先了,比如華為的海思。但是通用處理器,比如電腦上常用的X86系列cpu,因為專利原因,不是我們想做就能做的。所以我們做的很好的處理器,普通日常我們用不到,也就是買華為的手機才能接觸到,甚至買了都不一定知道。
縱觀近幾年,近十幾年我國在發展,哪項技術不是靠巨資堆積的?
高鐵,大飛機,載人航天,航母……這也得益於我們優越的 社會 制度,就是花錢辦大事。要是在西方,花大錢是要爭取各個州,納稅人同意的,效率低。比方說美國修個高鐵,納稅人一想這東西短時間內沒有利益回報就會反對。
那麼超級計算機同樣也是用錢堆的,只要有大錢,整出來只是時間問題。而關鍵是那些大國不捨得花錢,才顯示出我們超級計算機的厲害!
而民用CPU就不是簡單的堆錢的問題了,它的成本要低很多,回報要高很多,畢竟是量產嘛。我們也能造CPU,關鍵問題是現有技術成本太高,成本高售價就高,售價高就沒有幾個人買,沒人買就形不成生態系統。所謂生態系統就是要全世界成千上萬的開發者在這款CPU上做開發,一起發揚光大。這就像微軟的手機操作系統一樣,本身技術很好,但是生態差,沒有程序員在上面做手機APP,APP少連微信都沒有從而買的人少……自然就惡性循環了,成長不起來。
超級計算機室是不依賴生態系統的,反正自己玩自己的,不計成本,只針對高端用戶,也不需要考慮用戶體驗,甚至可以用政策規定某些企事業單位必須使用。這是和普通民用CPU最大的區別。