⑴ 中国cpu的现状
我国处理器研发起步相对较早,但发展历程比较坎坷。上世纪六十年代,基于超大规模集成电路的 微处理器还未出现,计算机系统就是一个大型的中央处理器,体积大,计算速度慢。当时,我国使 用的计算机系统都是自主设计,且同国际水平差距不大,标志性产品包括晶体管 109 机(1965 年 6 月研制)、小规模集成电路 106 机(1968 年研制)等。上世纪 70 年代以后,美国大规模集成电路尤 其是超大规模集成电路快速发展起来,以英特尔 4004 为标志,美国真正意义上的微处卖清理器面世, CPU 正式进入商用时代,此后按照摩尔定律持续快速演进,英特尔此后也一直统治着全球桌面和高 性能计算市场。相反我国受限于国内经济条件、国际技术封锁等原因,期间虽然研制出了基于大规 模集中卜前成电路的第三代计算机系统——专用 77 型微机,但丧失了第四代计算机系统(基于超大规模集 成电路)的研究能力。从“七五”开始,一直到“九五”,国家对国产 CPU 的支持力度明显下降, 主要科研支持计划都未将其列入。直接的后果是,上世纪 90 年代中期,国内大量处理器研究单位关 闭,人员大批流失,大学也很少设置硬件专业,计算机公司变成组装厂,CPU 设计能力基本丧失。
但是,随着国内信息化的加速以及电子信息制造业的快速发展,“缺芯”的问题又再次受到国家重视。 “十五”期间要不要、能不能开发国产 CPU 的争论开始爆发,此后科技部将信息产弊耐业部启动了发展 国产 CPU 的“泰山计划”。虽然该计划未能实现既定目标,但为国产 CPU 的发展点燃了“星星之火”, 这些火种演变成了现在国产 CPU 设计的三支国家队——飞腾、申威和龙芯。除了“泰山计划”外, 科技部也在通过“863 计划”对国产 CPU 进行支持。从“十一五”开始,国家通过核高基重大科技 专项对国产 CPU 重点企业进行了扶持。“十二五”以来,国家通过集成电路产业优惠政策、产业基 金等措施扶持国产 CPU 产业,国内培育出了一批国产 CPU 设计单位和研究机构,发展走向正轨。 其中,传统的设计机构如龙芯、飞腾、申威、海思、紫光展锐等竞争力正在提升,君正、兆芯、海 光等新秀也在快速成长,科研机构包括中科院计算所、北大众志、国防科大、江南计算所、北京大 学、浙江大学等都在积极参与,形成了百花齐放的局面。
⑵ 半导体系列(三):芯片设计篇之CPU研究,国产CPU到底行不行
CPU又称中央处理器,作为计算机系统的运算和控制核心,是半导体产闭盯业技术最密集、最具战略价值的产品,是一个国家技术势力的象征。
目前CPU的市场基本被美国的两大公司垄断,分别是大哥Intel和小弟AMD,两家几乎占领了99%的市场份额。
目前Intel和AMD以X86指令集和微软共同建立了庞大的生态系统并且不对外开放,这样一来,中国队想要自己做CPU的空间不多了。
01 CPU定义
CPU在半导体行业中是人们常接触到的一种芯片,最常见的应用就是在电脑中,其中有名的有Intel的 i9-11980HK 和AMD的 R7-5800X 。
按照CPU种类来分类,可以分为服务器CPU、家用电脑CPU、嵌入式设备CPU和手机CPU,服务器CPU需要更出色的性能、稳定性和安全性,要求服务器365天开机运行,连续工作,一个服务器可以安装多个CPU;而家用电脑CPU性能要搭帆求相对较低,容量较小,不要求连续工作,一个电脑只能安装一个CPU;嵌入式设备和手机对CPU的性能要求相对更低。
按照CPU指令集架构来分类,CPU可以分为RISC和CISC。
CISC 即复杂指令系统计算机,物如其名,CISC是比较复杂的,指令系统比较丰富,有特定的指令来完成对应的功能,可以处理特殊任务。
RISC及精简指令集计算机,把精力集中在经常使用的指令上,对不常用的功能,通过组合指令来完成,实现简单高效的特点,一次RISC不能处理特殊任务。通俗来说就是经常用的功能简单化,不经常用的功能复杂化。
这其中CISC代表的指令集有X86,RISC代表的指令集有ARM、MIPS、RISC-V、Alpha、SPARS,除了这两种之外,还有我国自主研发的指令集DEC和LoongArch。
02 六大国产CPU
首先我们来了解一下什么是CPU的生态环境, CPU的生态环境就是一块CPU推出后,系统和软件对它的支持和优化有多少, 比如国产CPU龙芯就没有一个好的生态,不论是采用MIPS还是自主研发的LoongArch都轿枝和不能支持Windows系统。
自主建立生态环境又难于上青天,而生态如果没有建立,软件商店就不会有软件(比如QQ在Linux中停更),这也是国产CPU发展最大的瓶颈之一。
目前国内有六大CPU设计厂商,他们是华为、飞腾、兆芯、申威、龙芯、海光(均未上市),他们分别以不同的方式参与CPU的设计。
CPU国产替代的故事得从Intel开始。
Intel趁着PC的东风迅速发展,建立了X86架构,标识了一套通用计算机指令集合,并且与微软一起在X86指令集上建立了庞大的生态。
目前的X86指令集不对外授权,只被英特尔和AMD所掌握,而X86又是PC、服务器领域做得最好的,别的指令集的生态环境远远抵不过X86,留给中国队的发展空间实属有限。
中国队CPU分为3个路线。
其一是由 龙芯 和 申威 代表的:自研指令集
龙芯最初采用的是MIPS精简指令集,制作通用CPU,主要产品是自主可控消费类例如服务器、台式机、嵌入式、航天器等领域。
申威最初采用的是Alpha精简指令集,主要应用在超级计算机和军事领域。
龙芯和申威都因为生态的原因,很难发展起来,尤其是龙芯,想要打入服务器和台式机市场必须有很好的生态。
龙芯因为MIPS的分崩离析,开始发展自己的指令集—— LoongArch ,它是完全有龙芯自主研发,可以兼容MIPS生态, 并且开始尝试用二进制翻译兼容ARM、X86处理器,龙芯的目标是在2025年消除指令集之间的壁垒,彻底搞定兼容问题。
申威也因为Alpha被收购,开始发展自主研发的指令集—— SW64 ,它是由Alpha改进而来,申威制作的神威·太湖之光超级计算机便采用SW64指令集,被称为“国之重器”,在国际上都有一定的地位,多项指标全球第一。
第二路线是由 华为 和 飞腾 代表的:ARM指令集授权
华为芯片“四大天王”麒麟、鲲鹏、巴龙、升腾中,除了巴龙以外,均采用ARM指令集授权来开发。这其中最着名的就是“麒麟”了,在手机领域一度领先,直至海外因畏惧华为的崛起,开始了制裁华为事件,就此“麒麟”短暂隐身。
飞腾也是国内目前使用ARM架构制作CPU的厂商之一,其技术不弱于高通,目前公司也被美国列入黑名单,其芯片制造环节同样被卡脖子,可能成为第二个华为。
除了华为和飞腾以外,国内以ARM架构制作芯片的厂商还有很多,例如贵州华芯通、展讯通信等。
第三路线是由 兆芯 和 海光 代表的:合资获取X86授权
兆芯的X86架构授权是源自于VIA公司将部分X86处理器相关技术、资料等IP产权以1.18亿美元价格卖给兆芯。兆芯基于X86的生态和技术,性能方面普遍高于龙芯,但还是不能和英特尔比肩。
海光的X86架构授权是通过和AMD合资公司来拥有AMD授权IP,但并不是完整的技术转让,而是阉割后的残缺版,所以性能上面和AMD锐龙、高通骁龙差一个档次。
03 RISC-V
RISC-V近些年流行的新型指令集,它是一种开源式指令集,对使用者免费开放,也是这种特性使它被众多专家认为是中国处理器产业的一次机会,而且可能是最后一次机会。
目前全球CPU的市场格局是以X86架构垄断PC、服务器行业;ARM架构垄断移动设备行业,这两家几乎涵盖了所有CPU市场需求。
X86架构归“Wintel”(英特尔+微软)所属,是一种封闭指令集,不对外授权, 简单说就是谁也别想用,就我自己能用 ;ARM架构属于可授权指令集+可授权设计, 简单说就是你用需要经过我同意并且收费,你想再它基础上设计还得再经过我同意并且再收费。
正因为如此,RISC-V作为开放式指令集,被中国队大力支持,看作救命稻草。
那RISC-V究竟有没有那么好呢?我们主要得看两方面: 一个是它的生态好不好,生态是决定指令集发展空间的最大因素;另一个就是它到底是不是彻头彻尾的免费,日后会不会再被卡脖子。
第一,RISC-V的生态怎么样。
RISC-V具有性能高、功率低、面积小、易于扩展等技术特点,最重要的是它的开源、免费的独特属性,为其带来众多合作商,影响力逐步扩大。
从2015年组织RISC-V基金会成立是的25个成员,到现在已经有超过300多个单位的加入,其中包括阿里、谷歌、华为、英伟达、高通、中科院、麻省理工等等。
日前,有知情人士表明,英特尔将以20亿美元收购RISC-V领域的重量级公司SiFive,这也表明了英特尔的态度。
虽然英特尔靠X86架构在PC、服务器领域无人能敌,但是移动设备一直是他的心病,ARM在移动设备领域是他无法抗衡的,而RISC-V的出现,给了机会。
但是看好归看好,ARM的垄断地位依旧很难撼动,RISC-V后续可能与X86联手对抗ARM,但更大的可能是打入嵌入式设备市场中,做物联网领域的“一哥”。
总体来说,不论是PC、服务器,还是移动设备,都很难被RISC-V介入,相反一些嵌入式设备比如空调、冰箱、扫地机器人、电动车等等发展环境更好。
第二,RISC-V是否永远免费。
RISC-V源于2010年,加州大学伯克利分校的一个研究团队研发,当时他们因为市场已存在的指令集相当复杂,且成本和门槛太高,所以建立了新的指令集。
“开源架构RISC-V将永久免费,成为人类共有财产。相较于X86和ARM架构的高门槛,开源架构RISC-V将带来芯片设计的革命”——RISC-V架构开发者之一Krste Asanovic博士。
这是RISC-V架构开发者的原话,表明该指令集是完全开源免费的,到目前为止他们也很好的履行了,甚至把基金会总部搬离美国,迁移至瑞士(永久中立国)以防止美国地方政策的限制。
尽管RISC-V从表现来看做得很优秀,但抽丝剥茧,终究还是有隐患在的。
实现RISC-V指令级架构的处理器内核有很多个不同的微架构实现,而微架构实际的模式是分不同类型的,其中有开放的、需授权的以及封闭的。
虽然基于RISC-V开发CPU不需要支付授权费用,但如果直接用RISC-V内核设计,也是需要支付授权费的。通俗来说就是你用我不需要收费,但是想在它的基础上设计得经过我同意,甚至收费(我们目前是全免费,但我有权利在以后收些钱)。
总结来说,目前全球的指令集呈现以X86、ARM、RISC-V三足鼎立的局势,RISC-V作为新时代的弄潮儿得到了各大厂商的认可,有发展的空间,但它不足以撼动其他两个指令集的地位,不过可以预料到的是,等RISC-V成长起来,仍然有可能对我国CPU发展卡脖子,我们需要保持隐患意识,在跟随洋人步伐的同时,发展自身CPU业务。
纵观国内厂商在电脑CPU领域,龙芯以自研为主,开发属于中国的指令集,目前已经可以满足一些党政领域以及机密工作的需求,但打入家用电脑领域仍需要提升CPU的生态和性能;服务器CPU中,申威在超算上小有成绩;华为近期也有消息称完成40nm去美化工作线投产,在明年更将攻破20nm的工作线,麒麟可能会重新归来;一些未上市公司如芯来 科技 、平头哥等也有在尝试RISC-V领域。
种种迹象都在证明,虽然我们起步慢了30年之久,但国产CPU一直在突破,路途艰辛却一路披荆斩,长夜漫漫,但黎明终将到来。
全文由各种资料查证,如有专业领域上的错误,希望可以抛砖引玉,有所探讨。
芯片全产业链图(绿底已经写完)
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⑶ 国内CPU研发技术是不是很差
不是很差。是非常差。前二十年,前二十年,因为上海交大的汉芯造假骗了十多亿的事情。导致国内芯片业,在近十年内,谈“芯”色变。谁也不敢提这个字。但是最近几年,中国崛起。村里面的老二,想要顶老大的位置了。老大肯定不愿意啊。各种卡脖子,所以导致现在村里面开始认识到芯片的重要性了。因为老大不卖给你了,也联合其他早塌兄弟不卖给你机器了。
你有再先进的芯片设计,但是你的工具不行啊。所以还是搞不出来。就比如你能画出非常精美的图案,你想把这个图案刻在玉器上面,但是这个刻刀,你自己做不出来。而这个刻刀,又不是三两年就能搞出来的。他需要很多不同的公司来合作,有光学,有机械,还有操作员,这些是需要一代一代的传承和积累。帮传带,就像清朝时的,那些开钱庄票号的掌柜一样。一个带一个。所以清朝的钱庄票号几百年,没有出现过一张假的票号,能兑换成功的情况。这些都得益于,他们内部的密码,外部的明码,这些技术都是传承下来的。
而现在这个 社会 ,什么东西都要求,快速,快速,再快速。而芯片这种东西,必须要水涨船高,你底层的基础从业者,素质,各方面都提高了,人才储备达到了。你才有冒尖的,才能向更高的地方进军,才有突破。而现棚睁顷在包括高校,研究所,都希望快速出成果。领导今天布置一个任务,就恨不得明天见到成果。如果见不到成果,就想搞成PPT项目,先演示出来。给别人讲的高大上,能拿到项目经费再说。一旦拿到经费了,也就无所谓了。反正钱也已经拿到手了,后面的事情都简单了。出不出成果都不太重要了。
另外,现在这个 社会 ,各行各业都在制造焦虑。包括现在的中间力量,35-45岁的年轻人,应该是挑大梁的时代了。但是他们上有老,下有小。小孩上学问题,因为摇号搞的人心愰愰。你不想摇号,你就得买学区房,学区房普遍比别的房子要贵很多。老人也到了年纪大,生病要花钱的时候了。所以容不得你静下心来坐冷板凳,一坐就是十年二十年的搞研究了。并且知识分子现在不受尊敬,有钱才是硬道理。你学术再牛逼,你不搞行政。拿不到项目,谁也瞧不起你。你没钱,没项目,不光你老婆瞧不起你,你的同教研室的同事也看不起你。你带的学生也看不起你。
而我们都是普通人。普通的智商,你不可能说是研究出一个什么,完全碾压你的同事。这不是金庸的武侠故事,偶然得到一本秘笈,苦练两年,横链陆空出世,就可以秒杀一切。现在做科研,就是要聚集人才,还得大量烧钱才能出成果。没钱没人,就别想。以我真实碰到的情况为例,一个学校的研究生做实验,操作一个进口的激光头。2500美金一个,那个孩子因为操作失误,连着烧了两个,不敢再试了。请示老板(研究生导师),他的直接老板是院里面的头头,拍板说是继续弄。最终烧了四个,费掉1万美刀后,把这个东西调试成功了。如果是普通的老板,能有这样雄厚的资金和魄力吗?当然,最主要的是资金。你没有资金,没有试错的成本。谁能出成果呢?
就像芯片这个行业。随便做一个片子,流片一次,就是几千万,像你说的这种CPU,这估计得几千万美元。有谁敢担这个责,有谁敢来拍这个板。现在这个 社会 ,人人自保头上的帽子。宁可没有功绩,也不能出问题。
我倒是相信,像华为,小米这样的企业。在赚取足够多的利润之后,为了基业长青,会在30-50年的时间之内,把芯片这个东西攻破。让我们也有一些立足于世界IC行业的资本。
当然前提条件就是中美继续交恶。如果一旦缓和,芯片又能进来了,特别便宜。我相信30-50年也很难解决问题。
这种事情,说白了。就像吃包子一样简单。你本来是买你邻居家的包子的,后来邻居不卖给你了。别的地方又买不到。所以,你只能暂时的,拿馒头夹点菜来凑合一下。但是同时你也暗下决心,关起门来研究包子。但是你邻居看着你一天天的倒掉大量的坏包子。终于有一天,看见你快做成了。他马上,把以前一毛钱的包子。降成五分给你。而你呢,包子还没有完全研发成功。要想继续做成功。照现在这个进度,顺利的话,还得烧掉大量的金钱。而这些金钱用来买这五分钱一个的包子。买上一百年都没有问题。所以又导致你停止了继续研发的念头。
国产CPU
虽然大家基本都没用过,不过知名度却是不低,先有顶级超算天河,后有自研CPU龙芯,除此之外还有不少各具特色的国产U,下面一起看看到底有哪些自研的国产CPU吧:
龙芯—血统纯正的国产U
龙芯老实说不是最早国产U,也不是最成功的,但它偏偏知名度最高,各种电视新闻报道,中科院出身,血统纯正,名正言顺的成为国产CPU的代表产品。以计算角度来看,龙芯确实是比较纯正的国产CPU,但指令集依然不是自创的,使用的是MIPS的指令集,并在此基础上发展出了自己的一套规范。
龙芯之父胡伟武博士说过可以把CPU做到世界第一,但是指令集不同,软件无法使用,用户绝对是不会买账的,打造自己的软件生态系统花费巨大,无奈之下龙芯只好选择当时在大学、科研单位有良好基础的MIPS指令集。虽然指令集是别人的,但在龙芯的开发下,新加入了500多条自定义指令,运算效率极大提升,最新的龙芯3A3000单线程性能约为Intel I5 4460的三分之一。
纸面上虽然这样说,不过龙芯几乎没什么应用支持,只是个光杆司令单纯参数并没有什么参考意义,期待龙芯在桌面市场有所表现不怎么科学。不过军工航天领域倒是有大大的发展空间,15年发射的北斗双星就是搭载的龙芯,性能以及价格都远远优于进口宇航CPU,后续的国防航宇领域都会搭载国产CPU,相信这将是国产U的正确发展道路。
申威/飞腾—有军方背景的最成功代表
上面龙芯是中科院出身走的军工路,而申威和飞腾都是有军方背景研究设施的亲儿子,比起龙芯更理所当然的承担起国产军工CPU的制造任务。指令集方面,申威处理器使用的是Alpha架构,而飞腾在几经周转之下,最终选择了ARM V8指令集。
龙芯在桌面市场还有叫得出名字的产品,而申威则是专注超算领域,旗下的神威?太湖之光也打破“天河二号”的六连冠,问鼎世界超算第一,神威采用的CPU SW26010,260核心,Alpha 64位架构,性能几乎是天河2号的三倍,但总功耗反而更低了。而使用AMR架构的飞腾处理器则是在服务器CPU领域发力,旗下“火星”服务器CPU,全芯片性能与Intel Xeon E5-2699v3相当,早些年还在山寨Intel现在已经能与大哥相媲美,实属难得。
兆芯/海光—政策驱动下的后期新秀
上面说到的国产U都有个问题,就是不支持WINDOWS,想要快速研发出可以商用的CPU,还是要老实的走X86路线,可这是Intel的吃饭家伙啊,想要获得他的授权基本没可能,这可怎么办?此时,家有一老如有一宝,国产厂商很顺利的勾搭上风烛残年的台湾VIA,虽然VIA只剩下个壳子,但好歹还是有X86专利的,面对大陆的重金礼聘,自然乐意和大陆合作了。
做一个能用的CPU很容易,定义指令集,实现指令集,定义总线,实现总线都不难。做一个性能很强的CPU很难。我看过国外讲高性能CPU设计的书,里面不是代码,全是数学,作为一个码农,我表示看都看不懂。我还看过讲设计一个简易CPU的书,里面全是代码,非常easy。有时候我感觉自己虽然是ASIC工程师的职位,但是真算不上懂ASIC,ASIC的真正东西都不是代码,而是电路,你看老美的ASIC教材,不是讲电路就是讲数学,这才是真正的ASIC,国内的教材只有讲verilog的,因为太理论的东西没那么多人懂,国内的老师也基本不知道怎么教,很多老师自己也不懂。会写verilog,只能算最低端的IC工程师。
是很差,差到超级计算机全球第一,要是再差点就宇宙第一了。
发现你的提问都是不自信的, 特别对国产的设备方面的提问,你就不能问“国产CPU研发进展如何?”你说“是不是很差?”就是暗示中国的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这个方面找出一点不差来。
所谓差只是以前我们落后用的人家的CPU,现在有了自己的又说是人家授权的,中国不管怎么搞都是差,这都是不自信的表现。
说去说来还是个话语权的问题,比如量子通信技术,西方人一定不承认比我们差,俄罗斯人甚至还说量子通信破坏了世界秩序,所以不是什么差不差的问题,是谁有话语权,定规则权谁就占领了制高点,我们国家现在争的就是话语权和规则制定权。
最后说一句:以我为标准的,我先进;以别人为标准的他先进,你怎么追也是落后的。这就是“落后就要挨打”的现实,这个“打”不光是军事上的,还是经济, 科技 ,教育全方位的。
1.说实话在电子技术以及芯片研发方面我国和发达国家差距还是很大的,高 科技 产物、新技术等等大部分都是外国弄出来的,正视差距,看清自己才能让自己更好的进步和发展。
2.咱们就说说国内最着名的龙芯CPU有那些问题吧,
配套软件和生态圈无人来做:CPU是做好了,但是基于MIPS的软件少。还有拿哪个操作系统来配套?这都是问题啊,就想当初WP系统没软件用一个道理。
龙芯国内还不能生产:龙芯好像还是国外厂商代工的?虽然我我不知道这个消息是否属实。还依靠国外代工那有什么优势呢,别人罢工了还不是一样受制约。
3.咱们暂且不谈龙芯和等灯 等灯的差距在哪里,就以上两点要做到都有非常大的距离啊。
4.当然还有国内的华为是自己做的手机CPU,麒麟CPU架构不是自己的也就没什么好谈的了,但是好在华为自己的通讯基带是自己的不受高通的制约。
国产cpu自主芯片的研发,已经是国家战略的高度,中芯国际和深圳中微半导体(AMEC)将在2017年底敲定5nm刻蚀机,为此中微已经研发了5年之久。目前国内仅中芯国际启动7nm工艺制程研发,约落后国外巨头如英特尔、三星、台积电等一线大厂2-3个世代,其中最先进的工艺制程的装备多数由国外厂家把持,但国产装备则积极寻求突破口,期望将来都能够用上中国芯……
……搜集于网络,非商业利益,如有雷同纯属巧合。仅限于虚拟问答……
……仅此而已
本质上来说,没有真正的核心技术,都是合作或购买的方式拿到指令集的授权或使用权,然后为了搭配自主硬件的需要再开发一些,美其名曰自主,确实并不是这么回事。比如说华为的海思麒麟手机用处理器,CPU和GPU部分就是经过授权的,要花钱买的,然后在这基础上再次开发。
cup 这东西分两块,一块要讲逻辑,讲逻辑要讲数学,讲数学要讲数学应用,另一块要讲芯片,要讲逻辑讲电路。 国内怎么讲,数学应用不行,电路也不行。你想想,cup逻辑,电路有现成的这类直接抄别人的或买或使用权。研发不说算了,CPU原理就那样,肯定能造出来,但要造个好的CPU就难。。中国很多行业都是这样,能造出来但造不出好的出来。比如各行各业的发动机,电动机,CCD,摄像头,感应器,灯光等等,对于要求不严的咱们要国产,要求严格的用进口。国产工业比不过世界一流水平,但比那些非洲阿富汗类国家强。。
好高骛远,中国不是研发不出高性能计算机,是造不出来 好多造cpu得机器 工艺中国没有 还有中国人中产阶级技术工人做事不严谨 。这就和发动机一样能造出来但寿命不常 性能不行。
不差,只是很多国外专利封锁了,研发就更难,能研发是一回事,能不能制造是另外一回事,就算我研究出比I7 7000,但是你没有光刻机去制造,也只能看着;更何况,现在的企业只向钱看,对芯片制造,每年都亏损几亿到几十亿美元,没有哪个企业感投入进去,就算加入,10nm的光刻机国家也买不到。
⑷ 国产CPU性能测试:多核华为排第一,单核兆芯排第一
众所周知,虽然国内的芯片技术在全球来看处于相对落后的水平,尤其是制造工艺上,更是落后国际顶尖水平较远。
但事实上,国内的芯片企业可不少,据说光IC设计的企业就有1600多家。同时芯片品牌也不少,甚至可以说为了找出适合中国芯发展的道路,中国厂商将国外的所有架构,比如X86,ARM,MIPS,Alpha,Power,RISC-V等架构都尝试了个遍。
当然目前国产CPU的成绩也是有的,像电脑处理器有龙芯、兆芯、海CPU等,超级计算机领域的处理器有申威CPU,手机处理器有华为麒麟,有紫光的虎贲等。
也正因为品牌众多,所以消费者的好奇心就来了,一直想知道到底哪些CPU是最强的,哪些处理器又是相对较弱的。
而近日,有人就发布了一张国产CPU的性能测试图,主要测试单核和多核下的跑分,看看谁最强。
测试采用的是SPEC2006。测试的处理器有兆芯 KX-6000,华为麒麟980、鲲鹏920、申威、龙芯、虎贲等等最近比较出名的国产CPU
通过单核测试成绩,我们可以得出如果单论单核跑分,扮搜桐采用X86架构的兆芯KX-6000最强,有29.2分,漏缺而麒麟980排第二,鲲鹏920排第三。
并且很明显这个单核跑分成绩和主频有很大关系,兆芯是3.0GHz的,麒麟980有2.6GHz,而鲲鹏920也是2.6GHz,他们也正好位列前三名。
而多核测试成绩上,由于鲲鹏920、飞腾CPU是有于服务器的,所以核心多,是采用64核的,所以成绩大幅度领先,分列第一、二名。
不知道你对这个成绩是怎么看的呢?当然有人表示,这些里面有些是服务器厅坦CPU,有些是手机CPU,有些是PC使用的CPU,所以单这样测试单核多核不公平。
但不管怎么样,这个测试成绩还是可以给大家一点参考的,你觉得呢?
⑸ 国产CPU现在发展得如何了
行业主要公司:目前国内CPU行业主要公司有天津海光、华为鲲鹏、天津飞腾、上海兆芯、龙芯中科等。
1、中国CPU第一股诞生
2022年1月6日,嵌入式CPU设计公司苏州国芯科技股份有限公司于科创板上市,股票代码(688262)发行价为每股41.98元。标志着我国嵌入式CPU第一股的正式诞生。国芯科技是一家聚焦于国产自主可控嵌入式 CPU 技术研发和产业化应用的芯片设计公司。致力提供 IP 授权、芯片定制服务和自主芯片及模组产品,主要应用于信息安全、汽车电子和工业控制、边缘计算和网络通信三大关键领域。2009年,国芯科技主要聚焦汽车电子、工控和信息安全领域,2017年,公司开发开源RISC-V指令集架构处理器,同时进军边缘计算与网络通信领域。
⑹ 为何国产超级计算机已经领先全世界了,而国产cpu却依然落后
每日点兵,为您解答
首先,超级计算机的算力大小并不依赖狭义上的CPU,超级计算机需要的是浮点算力,而目前市售CPU先天就有不足。在天河一号和天河二号中,真正为超级计算机提供算力的是gpu和协处理器,就像你的pc,CPU调度,显卡干活一样。天河一号和二号的时候,硬件都是直接买的,天河一号和天河二号基本都用到了Intel xeon E5 xeon phi ,甚至还有AMD的显卡(真正的显卡hd4870x2,连计算卡都不是)。之后美国开始对华限制出口,主要是禁运xeon phi,nvidia Tesla这样的产品,CPU倒是没那么严。太湖之光就开始使用自研处理器了。sw26010本质上和Intel lga接口的xeon phi的设计思路是相似的,众核堆算力,至于工艺方面,是28nm,这个工艺放在2015年,可以说得上是主流工艺了,绝不算落后,而且能效丝还比Intel强好几个档次。当然,这种处理器给PC用毫无意义。
更有趣的是,与sw26010设计思路相似的xeon phi 7200系列,今年才上市。所以啊,先问是不是,再问为什么,中国的CPU当然行,还很行。
那为啥民用为什么不行?没专利,没授权,适应不了市场。
我国要生产CPU除了要向国外支付相关专利费外,就只剩下建立一套专属于自己通讯专利和协议。关键是你这两样东西必须让其它的电脑供应厂承认。否则没用。
美国阿贡国家实验室科学与工程院主任彼得·贝克曼曾经接受媒体采访时说过这样的话,“这些年来,中国对超算的投入和努力巨大,发展速度和成就令人惊叹”。并且,来自国外的同行也开始羡慕起中国来,称赞中国是“国家在办事”(意同中国办事效率相当高)。中国超算系统,即“神威·太湖之光”和“天河二号”在最新一期的TOP500榜单中依然霸占头两名的位置。某种程度上说,中国在超算领域能取得这样的成就,也与本国工业、学术和军事能力高度相关。令国人们感到自豪的,握族不仅因为“神威·太湖之光”在TOP500榜单中再一次且毫无压力地霸占冠军的宝座,以及高于美国最快的超算系统“泰坦”大约五倍的速度,还因为“神威·太湖之光”采用的是有中国自主知识产权的芯片。而且,“神威·太湖之光”在体系结构、高速互联和系统软件等关键性技术上均获得了前所未有的突破。“天河二号”则采用了英特尔的芯片。
神威蓝光计算机系统装配的国产“申威1600”中央处理器。
国内有不少的业者们看来,中国在超算领域所取得的成绩,国人们不应该据此沾沾自喜。当前,美国能源部正支持建造两台新的超算系统“Summit”和“Sierra”。位于美国橡树岭国家实验室的超级计算机“Summit”预计是在2018年开始投入使用册皮卜,“Summit”的计算性能将会是“神威·太湖之光”的两倍左右。换言之,美国在2018年里会重新抢回超算领域的霸主之位。况且,美国公司如英特尔等仍然主导着芯片行业。举例来说,在最新一期的TOP500榜单中,有471台超算系统采用英特尔的芯片,有14台超算系统采用美国国际商用机器公司的芯片。
就此话题,之前有媒体直接引述了中国曙光公司高性能计算机产品事业部副总经理吉青的话称,“E级超级计算机是全球各国争夺的皇冠上的明珠,占领战略制高点至关重要,但从业界来讲,我们更本质的初衷,则是为全球用户提供更多选择和可能”。凭心而论,吉青说得就很好。中国发展超算系统,并不是为了要碾压国外同行,而是要为全世界的人服务。
中国在芯片领域比起美国等同行仍然有很大的差距,至于原因是什么?我在国内、外好些网站上找了找,终于找到了龙芯中科胡伟武在2018年初接受媒体采访时讲出的一些话,具体包括了三点。
第一,如果用赛跑作比喻各国在芯片领域的竞争,过去中国连国外同行的背影都看不到,今天至少能看清国外同行的背影了,等到2020年就能看清国外同行的后脑勺和头发了。中国在后面努力地追,但国外同行也在前面奋力地跑。中国要追上国外同行,必然是得有个过程的。第二,中国改革开放至今差不多有四十年。在这四十年里,中国取得了很多了不起的成就。然而,之前中国是直接绕开了通用芯片CPU、操作系统、发动机和高端仪器等高精尖技术而发展的。而今,中州穗国要从大变强,必须回过头来攻克这些高精尖技术。中国要攻下这些高精尖技术,便会是一个漫长的过程。因为这些高精尖技术非常复杂,影响这些高 科技 产品的因素非常多。中国要研发这些复杂的系统,只能是一步一步地进行。第三,中国在研发通用芯片、操作系统、发动机和高端仪器等复杂系统的过程中,并不是因为缺钱,也不是因为体制机制上有大的问题,最主要的是缺了时间。况且,中国要研发出可规模化量产并具备国际竞争力的芯片、操作系统、发动机等产品,必须得在应用的过程中才能不断地发现问题,进而在解决问题的过程中不断地改进产品。
如果用最简单的一句话说便是,中国在芯片等高技术领域的底子比国外同行薄弱了很多,才导致了中国在芯片领域落后于国外同行。实际上,在今天,在很多高 科技 领域,中国就是追赶者的角色。要我说的话,如果中国当初没有错过第一次、第二次和第三次 科技 革命,中国今天在高 科技 领域的成就肯定会比目前大得多,辉煌得多。对于新中国成立之前那一百多年的 历史 ,我们也不要再去追究了。何况,以中国在改革开放四十年来取得的发展速度,再等上二、三十年,中国一定会成为全球主要的高 科技 创新中心之一,并造福全人类。
国产CPU并不落后。落后的是国产知识产权体系下,CPU的生态。
中国超算,尤其是天河系的出彩,来自于中国设计师团队世界范围内首次提出的异构计算,即CPU和GPU的联合工作。当然天河系列之前主要使用英特尔的芯片,后来在美国商务部限令出口后,国产申威芯片第一时间顶上,在神威·太湖之光超算上继续维护了中国超算在全世界范围内的领先地位。
大家现在看到的落后,来自于用户体验差。这种差并不来自于分散的硬件,而来自于整个体系的磨合不够成熟。
就好比我们现在拿劳斯莱斯的发动机,拿兰博基尼的气动外形,拿创驰蓝天变速箱,拿奔驰大G的底盘,拼出一辆车,这车是否就碾压全球了?
并不能。因为这些体系并不兼容。整出这么一台奇美拉轿车可能甚至还跑不过满大街叫嚣的新思域。
国产CPU当初就是一颗孤悬的 健康 心脏。但是这颗心脏放不到任何一个活人的身体里。想要用它,你只能自己造一个人。
好了我们造一个出来也没多难。结果这个人还没站起来,因为腿部肌肉不响应,咣当摔倒了。
大家都说:国产心脏好烂啊。
没关系继续调整,接着来。
调整好了之后人站起来了!大家一片激动,结果走了两步,动态稳定性不行,啪叽又摔倒了。
大家都说:国产心脏好烂啊。
没关系我们接着搞!
调整好了这一次!我们造的小人走起来了!跑起来了!太振奋了!这时候正在训练百米跑的英特尔平台主机从旁边风一样掠过,像看傻子一样看着我们的小人。
大家都说:国产心脏好烂啊。
没关系……我们还可以坚持下去。
在完成了所有的调整之后,我们的小人和英特尔平台的win系统、苹果平台的OSX系统,站在了一起,他们必须无视成长时间鸿沟一般的差距,至少给用户相同级别的感受。
这步,我们到今天还没做到。
但是这之前的,我们耗费了30多年的心血,已经完成了。
题主,国产CPU并不垃圾。时间会告诉你一切。
国产CPU并不落后。CPU分很多种,比如手机的麒麟970是世界第一梯队的CPU。答主估计问的是桌面通用CPU,这个主要和市场有关,而不是中国不能研发生产这样的CPU。说白了,后来者很难把差不多的桌面电脑CPU卖出去。
这话问的,就好比问一个厨子,你茄子炒的这么好吃,为什种茄子的技术不怎样啊?
生产计算机的并不生产CPU,就像厨子只管炒菜,不管种菜是一个道理。
记得在一次工程机械展会上,一位媒体人问一家知名工程机械制造商 你们生产的起重机既然这么厉害,为什么还要用进口的柱塞泵?为什么不把这个关联器件攻克? 当时厂家的回答是 我们是做整机的,不是每个零部件都得自己生产。工科液压泵的不应该是我们总装厂,而是应该由专业生产液压器件的厂家研发。
超算是一个巨型的矿机,计算能力主要由GPU实现。天河二号用的是至强CPU和N卡。太湖用的自研申威CPU听说有260个核。
看太湖的数据,其实国产cpu技术没那么落后。但通用CPU确实是个空白,因为通用CPU基本都是X86架构的,你要研制,就必须得问别人买授权。华为自研的ARM芯片麒麟大家都知道,是买断了人家的公版,做出来的。不买授权自己做可以不可以,可以,但你自己创造个通讯协议做个指令集出来,别人也要给你做配套才行。否则主板不认内存不认硬盘不认,那还是空的。现在的配件都只认X86,你的U必须做这个架构,就必须看美帝的脸色。
而我们都要买版,买专利,看脸色,做出来的还是正宗国产CPU么?
超级计算机并没有想象中那么神秘,它也只是一个计算工具。
当有人输入计算条件后,超级计算机就会输出计算的结果。和买菜用的计算器是一样一样的,仅仅只是规模上的区别而已。
我们常用的家用电脑一般只有一个CPU,每个CPU内一般只有2~8个物理核心,这样就能玩 游戏 、看视频、浏览网页,因为这些程序的背后只需要少量的浮点运算。假如要模拟飞机附近空气的流动,以及飞机本身的受力情况,就需要拥有成千上万颗CPU的超算来完成,需要把空气、机体分割成一个一个的小块块,分别计算每个小块的运动和受力,再整合起来得到整体的运动和受力情况。超算可以将一个大的任务切分成并行计算,这样就可以快速地完成繁重的计算任务。
如果把飞机模型中的一个1立方米的立方体分成1立方毫米的小方块,那么就会得到10亿个小方块。普通一个家用CPU需要连续做10亿次运算,算完整个过程可能需要花上一整天,而如果有10个CPU,就可以把10亿个小方块分成10分,每个CPU只需要计算1亿个方块,再把所有CPU计算的结果整合起来,两小时就能算完了。
如今超级计算机已经广泛的应用于气象气候、石油勘探、大气海洋环境、航空航天、宇宙模拟、密码研究、核爆模拟、武器研制、材料科学、工业设计、地震模拟、动漫渲染、深度学习、人工智能、生物医药、基因工程、数据挖掘、过程控制、金融分析、人类组织系统研究、公共服务等各个方面。所以超级计算机成为了强国必争之地,可以说未来想要打破科幻片里所谓的“质子锁”就需要用到超算。
“超级计算机”一词并没有明确的定义,随着计算机行业的发展而发生变化。早期的控制数据公司机器可达十倍速于竞争对手,但也仅是原始的标量处理器。到了1970年代,大部分的超级计算机已经是向量处理器了。1980年代初期,超级计算机朝着大规模并行计算系统发展,这时的超级计算机由成千上万的普通处理所组成。1980年代中叶,将8个到16个不等的向量处理器联合起来进行并行计算成为了通用的方法。1990年代到21世纪初期,超级计算机互联主要基于精简指令集的张量处理器(如:PowerPC、PA-RISC或DEC Alpha)来进行并行计算。
我国超级计算机的现状在近期发布的全球超级计算机Top500榜中我国有214台超算上榜,在数量蝉联第一,而曾多次登榜首的神威太湖之光、天河2A分别位于第4名和第6名。日本继超算“京”的失败基础上推出后续“富岳”时隔9年再度登顶,而美国的超算“Summit”、“Sierra”被挤到了2、3名。
虽然我们已经取得了不小的成绩,但CPU仍然是我们的短板。比如过去天河二号用英特尔Xeon Phi(至强融核)的CPU连续4次在超算界Top500榜上荣登宝座。但自从2015年4月美国禁止英特尔向广州超算中心出售至强融核CPU后,明显有些跟不上脚步了。
虽然可以用2~3颗国产的申威芯片替代,但用一张Tesla V100就能解决问题只会增加复杂程度,芯片越多,调度就越困难。这就好比5个人的团队好管理,而500人的团队管理难度几何级数增加。
总结我国的超算之路想要有长足的发展,依然需要补齐半导体产业链的短板。假如神威的CPU也能采用7nm的工艺制程和HBM2的内存,也不见得会比日本的“富岳”矮一截,谁胜谁负会是一个未知数。但恰恰这个前提是我们很欠缺的。
你说的落后的是桌面CPU,影响桌面CPU的是软件生态(根本上是指令集生态),举个简单的例子,国产CPU再强,不能运行Windows你会买么?道理就是这么简单,因为软件生态好的指令集专利被美国捏的死死的,所以已经没有了其他市场,自然不会去做。
我们的cpu已经世界领先了,比如华为的海思。但是通用处理器,比如电脑上常用的X86系列cpu,因为专利原因,不是我们想做就能做的。所以我们做的很好的处理器,普通日常我们用不到,也就是买华为的手机才能接触到,甚至买了都不一定知道。
纵观近几年,近十几年我国在发展,哪项技术不是靠巨资堆积的?
高铁,大飞机,载人航天,航母……这也得益于我们优越的 社会 制度,就是花钱办大事。要是在西方,花大钱是要争取各个州,纳税人同意的,效率低。比方说美国修个高铁,纳税人一想这东西短时间内没有利益回报就会反对。
那么超级计算机同样也是用钱堆的,只要有大钱,整出来只是时间问题。而关键是那些大国不舍得花钱,才显示出我们超级计算机的厉害!
而民用CPU就不是简单的堆钱的问题了,它的成本要低很多,回报要高很多,毕竟是量产嘛。我们也能造CPU,关键问题是现有技术成本太高,成本高售价就高,售价高就没有几个人买,没人买就形不成生态系统。所谓生态系统就是要全世界成千上万的开发者在这款CPU上做开发,一起发扬光大。这就像微软的手机操作系统一样,本身技术很好,但是生态差,没有程序员在上面做手机APP,APP少连微信都没有从而买的人少……自然就恶性循环了,成长不起来。
超级计算机室是不依赖生态系统的,反正自己玩自己的,不计成本,只针对高端用户,也不需要考虑用户体验,甚至可以用政策规定某些企事业单位必须使用。这是和普通民用CPU最大的区别。