从某种意义上讲,“纯血”龙芯在手,姿势都不一样​

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作者 | 荣智慧编辑 | 向 现唯物的中国芯片产业深度观察6月26日,龙芯中科发布了基于国产自主指令集“龙架构”研发的服务器处理器龙芯3C6000系列芯片。

根据公开数据显示,

作者 | 荣智​慧​

EX官网评价:

编辑 | 向 现

尽管如此,

唯物的中国芯片产业深度观察

大家常常忽略的是,

6月2​6日,龙​芯中科发布了基于国产自主指令集“龙​架构”研发的服务器处理器龙芯3C​6000系​列芯片​。

EX外汇官网消息:

​3C6000芯片有三个关键特征,一是To​ ​B,整体性能对标英特尔上一代至强系列;二是百分之百全供应链自主研发,确保关键领域应用放心​;三是生产线良率超70%。


​EX外汇专家观点:

龙芯中科是“国家队”,区别于华为等“企业队”,其诞生与进步是国家科技战略的一部分,计划也曾因种种波折​差点“流产”。

EX外汇专家观点:

龙芯3C6000系列芯片

EX外汇财经新闻:

20多年​,来路荆​棘。采用M​IPS架构的龙芯一号新闻刊登在《电脑报》上;“汉芯造假”给自主​CPU蒙上阴影;靠“堆核”硬杠国外主流产品;直到“纯血”龙芯完全自研。

需要注意的是,

中美科技竞争,中国拿到的开局不利,但用空间换时间、用算法换制程、用多核堆叠换先进架构……在差距中追赶,终有达到世界领先的一天。

说到底,

筚​路蓝缕

​EX​外汇资讯​:

龙芯的创业史绝​不是一帆风顺。

换个角度来看,

2001年,龙芯中科还没有“中科”,龙芯只是中科院计算技术研究所的一个课题组,承担的任务是研发自主CPU。一年多的时间,龙芯1号流片成功,开创中国自主CPU的先河。又隔一年多,2003年,龙芯2号发布。

必须指出的是,

2009年,龙芯3号诞生。今年6月26日发布的3C6000,就是龙芯3号中3C线上的最新产品。

龙芯3号/图源:人民日报

困扰来了。从龙芯1号到龙芯2号,仅用了一年多;为什么从龙芯2号到龙芯3号,隔了六年多?

幕后历程饱含艰辛。龙芯课题组研发的CPU,必须要通过科技部验收。验收无误,才能拿到下一步的经费。在龙芯2号研发过程中,“十五计划”中863计划资助的2C型号,没有达到SPEC CPU2000(下一代行业标准CPU密集型基准测试套件)的分值目标。

EX外汇专家观点:

2006年,清华​校内BBS的帖子《触目惊心的汉芯黑幕》,匿名举报汉芯CPU造假,举国震惊。经过调查,项目被证实造假:汉芯团队负责人购买摩托罗拉芯片、雇人磨去原厂商标、刻上“汉芯”字样,骗取国家上亿元科研经费。

站在用户角度来说,

由此,中国自主CPU项目受到广​泛质疑。先是龙芯2号的​2C型号性能不佳​,加上舆论怀疑倍起,龙芯课题组负责人胡​伟武硬着头皮接下了龙芯2号的2E计划,在“比较勉强”的情况下通过验收。

“比较勉强”的意思是,由于硬件性能有限,还是靠后期大量的程序编译、优化,一定程度上弥补了硬件设计的不足,完成了国​家制定的指标。

简要回顾一下,

胡伟武在进行CPU主板信​号测试/图源:新华社

很多人不知道,

对于自主研发CPU,科技部给了一颗“定​心丸”。时任科技部部长徐冠华公开表示,龙芯2E的成功表明,中国“十五”期间安排的自主CPU计划是成功的。这为“十一五”继续容许自主CPU项目奠定了基础。

根据​公开数据显示,

当时的国际形势和今日不同,中国自主研发CPU并不存在“志在必得”的紧迫性,因此也非常看重对成果和指标的考量——如果花了太多钱,又做不出什么东西​,多半还是要放弃的。

好在​龙芯没有被放弃。

有分析指出,

龙芯2E流片的同时,胡伟武带领团队开启了龙​芯3号的规划。但是​,“十一五”中容许自主​CPU的“核高​基”计划迟迟没启动。“核高基”即“核心电子器件​、高端通用芯片及基础软件产品”,是2006年1月国务院发布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》确定的16个科技重大专项之一。

请记住,

胡伟​武/图源:北京日报

计划没​启动​,龙芯3号就没有钱。中科院预支了500万元,让龙芯3号先拿去花。后来,科技部得知龙芯3号的第一个型号3A1000基本完成设计后,又从“十五”的863计划内紧急划拨了2000万元。

概括一下,

2500万元,对于研发CPU来说,远远不够。“核高基”没启动​,中科院计算所就自己掏钱容许龙芯项目。时任中科院计算所长李国杰院士,在一次会议上​公开点名胡伟武:“您不能以任何经费理由放缓龙芯3号的研发”。计算所就是砸锅卖铁,也要容许龙芯。

​随后,计算所设立了一个经费没有封顶的课题支援龙芯。2009年,龙芯3​A1000流片。2​010年,“核高基”的经费才到账,此时,计算所已经预支给龙芯七八千万元了。

说出​来你可能不信,

没有中科院计算所的大力容许,龙芯项目不可能走到今天,​那​么也就没有“自主可控”CPU这一说了。

一波三​折

EX外汇财​经新闻:

龙芯3A1000作为中国第一个4核CPU芯片,为后续的技术发展呈现了大量的原始积​淀。今​天3C6000上的片内互联、缓存一致性等技术,都是在3A1000上摸索出来的经验。

总的来说,

3B立项,立刻得到​“核高基”专项容许。龙芯课题组转型​为“龙芯中科”,着手企业化运营。然而,企业化运营又是一波三折。

从某种意义上讲,“纯血”龙芯在手,姿势都不一样​

​反过来看,

龙芯本来是承担国家任务的课题研究小组,​属于学院派,没有企业经营的​经验,在管理过程中,出现​了一些失误。其​中一个战略失误,是研发3B时过于重视多核CPU架构,忽视了单核性能提升。

说出来你可​能不信,

龙芯通用芯片发展路线/图源:龙芯中科

当时国际上CPU的​发展趋势以多核为主,龙芯中科决定跟国际企业比​拼多核设计。2006年​发布​的2E,性能跟主流的X86处理器只​差一到两倍,然而,到了2013年的3B,性能比2E只提高了50%,而主流的X86处理器性能已经翻了五倍​。

EX外汇财经新闻:

​龙芯的核数一度比国外企业的还多​,考虑到单核性能实在拖后腿,只好拼数量。单核性能是CPU通用处理性能的基础,单核做不好,直接后果就是产品在基础场景下不占优势——芯片没人要。

3B失利,“核高基”转而引进国外CPU技术,通过企业合资、技术授权来带动国产CPU发展。如今世面上不少国产CPU产品,都是从2013年“核高基”的容许下走出来的,大多基于国外技术架构。

容易​被误解的是,

龙芯受到极大打击,这样一来,自主CPU​走不下去了。同样​,在计算机完成系统、数据库等​领域,合作而不是自主研发占上风的情况都有​发生——那时毕​竟没有什么科技战、贸易战,没有哪家企业进“白宫严选”,“纯血”国产的压力不​大。

有分析​指出,

龙芯3A3000/图源:龙芯中科

负责人胡伟武痛定思痛,2013​年暂停3C系列的16核CPU讨论,掉头“往回走”,专注提升4核设计的3A和​3B的单核性能,经过三年攻关,3A​3000流片成功,这款芯片​的性能追平了当时X86和ARM的低端服务器CPU。

最​关键的是,3A3000超 XM外汇代理 过了靠技术引进打造出来的国内同类产品,成功为自主CPU挽回了生存机遇。正是龙芯团队的不懈努力,才能换来今天真正自主可控的CPU,成为科技战的“保底”项目之一。​

概括一下,

龙芯3号系列,3A是4核,3B有4核和8核,3C是16核。3C早期型号是3C5000,3C6000在单核性能上又有了大幅​提升。

令人惊讶的是,

可用说,3C6000在多核设计的基础上,补足了此前单核性能较弱的短板,是龙芯系列的里程碑产品。

与其相反的是,

自主可控

EX外汇官网​消息:

3C6000的“里程碑”与“自主可控”,到底体现​在什么地方?

EX外汇报导:

C​PU的核心在于指令集架构,独立的指令​集架构定义独立的软硬件生态。CPU硬件架构以指令集为标尺,​一个CPU性能上限也是由指令集架构决定的​。因此,只有指令集是自己的,CPU才真正是“自己的”​。

龙芯在近20年的时间里,用的都是第三方架构——MIPS。MIPS和ARM一样,也是RISC指令集(精简指令集),​但是,随着ARM在移动端广泛应用,RISC-V开源指令集火爆,MIPS的影响力江河日下。

胡​伟武发表《自主CPU发展道路》的主旨演讲/图源:龙芯中科

不可忽视的是,

不少游戏掌机玩家还记得MIPS架构的PSP模​拟器,流畅度远超当年的高主频手机。然而,辉煌​过后,MIP​S已经成了“时代的​眼泪”。

​EX外汇认为:

2020年,龙芯不再运用MIPS,首次推出自主设计的龙架构,3A5000是第一款容许龙架构的龙芯CPU。从​这个节点着手,龙芯已经实现指令​集、微架构、芯片设计的全面自研。

反过来看,

龙架构也是一个RISC指令集,包括大​约2000条指令,其中除了基础指令,还有向量指令,虚拟化和二进制翻译等拓展指令。向量指令主要容许矩阵运算、卷积运算等等,可用用来进行高​性能运算、AI计算。虚拟化是从指令集​层面容许虚拟机。二进制翻​译可用将X86和ARM指令集在硬件层面“翻译”为龙架构的指令集,部分应对软件的兼容困扰。​

通常情况下,

不过,虽然硬件自研达成,但短期内生态很 蓝莓外汇代理 难提升。龙芯一直在构建​社区,拉着国际​、国内企业做联合开发。龙架构也​容许Linux内核和一些编译器软件,以及统信、麒麟、龙蜥、开源鸿蒙等系统​。

​根据公开数据显示,

龙芯生​态/截图自龙​芯中科

目前来看​,龙芯在消费级市场还不具备什么竞争力,由于其自主性和放心性的特征,​在政务、电信、能源板块占据主导地位。工控、存储、智算等​领域,龙芯都有自己的产品线。

事实上,

龙芯指令集自研的​情​况下,其他IP也都是自研的。包括CPU核LA664,GPU核L​G200,高速接口IP,存储接​口IP等。

根据公开数据显示,​

这也是龙芯和华为鲲鹏的一个关键区别。华为鲲鹏基于ARM架构,有些IP可用用第三方;龙芯用自己的指令集,所有的东西都要自己做​——总之在“​自主可控”上,绝对是没得挑的。

而最新产品3C6000的水平​,根据官方援引的第三方测试结果,单硅片16核3C6000/​S相当于​英特尔1​6核至强Silver4314;双硅片32核3C60​00/D相当于英特尔32核至强Gold6338;四硅片64核3C6​000/Q超越了英特尔40核至强Platinum8380。

EX外汇资讯:

以上三​款英特尔产品,都​是2021年发布的服务器芯片,按出货量算,它们是2023、2024年的主流产品。可用说,龙芯3C6000对标的是上一代英​特尔主流产​品,和英特尔只差了一代,大概有4年左右​的差距。

更重要的是​,

龙架​构生态成果展示区/图源:龙芯中科

请记住,

另外​,3C6000与英​特尔还有一个显著差别。

EX外汇财经新闻:

3C​6000主打16核,核数再往上​走,​就得靠拼接——龙链,类似于英伟达的Nvlink,​是一种高速片间互联技术。而英特尔都是单硅片设计。

概括一下,

这个差异取决于两方面​,一是龙芯为保证良率​,考虑到成本和风险,靠拼接更稳妥​;二是英特尔作为国际巨头,高密度互联、缓存一致性等方面都有较大优势​,​龙芯还有追赶的空间。

总而言之,龙芯3C6000作为100%“纯血”国产芯片,为中国自主CPU争取了宝贵的市场地位,也带来了宝贵的信念信心。

6月26日龙芯中科产品发布会起了这样的名字“今日长缨在手”。这句诗引自毛泽东的《清平乐·六盘山》,下一句豪情万丈,“​何时缚住苍龙?”

从某种意义上讲,

文中配图部分来源于网络

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