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龙芯井喷式爆发:第一中国芯 直追Intel!  

2017-04-27 06:23:13|  分类: 科技 |  标签: |举报 |字号 订阅

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龙芯井喷式爆发:第一中国芯 直追Intel!

2017-04-26 08:17:00雷锋网分享
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  龙芯,在中国人心中是一个巨大的IP。

  我们这一代人对于龙芯的期待,不亚于我们的父辈期待第一颗原子弹的爆炸。作为国产芯片的“代言人”,龙芯身上承担了太多的期待。只不过国产芯片的路,显然比想象中更为艰险和漫长。

  2017年4月,龙芯带来了一个好消息:推出新一代代表着国产最高水平的芯片。

  其中,最为亮眼的莫过于龙芯3A3000和3B3000。从实测数据来看,这款芯片的综合性能已经超越了Intel Atom系列和ARM系列CPU。

  这个性能,用中国工程院院士倪光南的话来说,已经达到了可用的水平,日常的使用、办公、出差都没有任何问题。

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【史上最强的龙芯3A3000处理器】

  很多童鞋都好奇,龙芯的芯片究竟有多大能力呢?龙芯总设计师胡伟武对这些芯片做了详细的介绍。

  龙芯在做哪些芯片

  雷锋网告诉你,识别龙芯的芯片,有一个窍门:

  “1”开头的芯片,是“小CPU”,是根据需求定制的专用或嵌入式芯片。

  “2”开头的芯片,是“中CPU”,对标的是Intel的Atom(阿童木)系列,适合平板电脑、办公电脑等低功耗的通用便携计算。

  “3”开头的芯片,是“大CPU”,对标的是Intel的酷睿/至强系列,用途是桌面计算机或高性能计算。

  可以看出,龙芯的目标只有一个,那就是全球第一的芯片帝国Intel。那么,龙芯的芯片水平离Intel还有多远呢?别急,先来看看龙芯追赶Intel的计划。

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【“龙芯之父”龙芯中科总裁胡伟武】

  “龙芯之父”胡伟武说,龙芯目前的芯片计划分为三代:

  第一代:“地板上”的CPU

  2013-2014

  介绍:简单来说,这一阶段就是努力鼓捣出一款CPU。 不过,对于龙芯团队来说,这并不是从零开始。之前计算所有一些很厉害的研究成果,可以制造出满足特定需求的CPU,但是通用处理能力低。这些芯片大多是满足国家特定需求,市场并不是很认可。

  这个阶段已经完成。

  代表的芯片是:3A1000、3B1500、2F、2H。

  第二代:“空中”的CPU

  实现时间:2016-2017

  这个阶段,主要任务是“认真”做一款能卖出去的CPU。 其实对一个CPU的最高认可就是有人买单。这批龙芯CPU(单核)性能上是第一代产品的3-5倍,超过凌动(Atom)、VIA和ARM。这些芯片的性能算不上顶尖,但是可以在很广泛的领域使用。客观上来说,一个桌面芯片达到了ARM和凌动的水平,是可以卖得很好的。

  这个阶段在今天也已经实现。

  代表芯片:3A3000、3B3000、2K1000、7A

  第三代:“天花板上”的CPU

  2019-2020年

  这一阶段的CPU要追上AMD全系列的水平。 如果能实现,距离英特尔顶尖的至强(Xeon)芯片差距就不是很大了。这个时候,单核芯片的性能就会遇到物理天花板,就像现在的Intel一样。这时,需要用增加核心数量来提高整体的计算性能。(Intel在2010-2012年就已经触及了天花板)

  到这个时候,龙芯就可以在市场上试着和Intel和AMD比划一下了。

  代表芯片:3A3000/4000、3C5000、2K2000、7B

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  从过去的发展路径来看,虽然磕磕绊绊,但胡伟武吹出去的牛总算都实现了。未来龙芯要做的,就是把“天花板上”的CPU造出来。

  仰望星空之前,先来脚踏实地,看看这最新出世的龙芯3A3000究竟怎么样。

  龙芯芯片究竟怎么样顶级芯片:3A3000

  3A3000,就是胡伟武口中的“在半空中的CPU”。说他在半空中,主要是指技术水平——没有达到顶尖,却已经很强。

  对于这款芯片,雷锋网(公众号:雷锋网)认为有几个关键词:

  1、目前国产最强

  由于目前CPU都是多核心的结构。所以比较芯片的绝对性能,有一个简单粗略的办法,那就是单独核心拉出来“单挑”。

  胡伟武介绍,3A3000这款芯片,在国产所有芯片里面单核性能最高。

  2、超过Atom和ARM

  具体性能方面,3A3000是龙芯上一代芯片性能的3-5倍。从下图来看,与VIA和AMD的主流中端芯片比较,数据几乎相当,有些指标优势很大,有些指标不相上下。

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  普通人也许不太理解这样专业的指标,你只要知道,这个性能超于Intel Atom或者顶级手机当中的ARM处理器,相当于Intel和AMD高端处理器的性能。

  3、距离Intel最强技术仍有30%的差距

  虽然性能相当于Intel的高端处理器,但未到这些处理器大厂的顶尖水准。实际上作为一个成立不到十年的企业,从一穷二白的出发点,难以追平国际顶尖企业也情有可原。

  目测这款CPU和顶尖的CPU还有30%左右的性能差距,这个大概是一代技术的差距。要追赶上这一代的差距,目测还需要3年左右的时间。

  4、纯自主研发

  倪光南院士曾经说:核心技术不可能买来,买来的一定不是核心技术。自主研发一直是龙芯的标签。胡伟武介绍,龙芯3A3000除了厂家提供的基本单元外,其中包括CPU和内存控制器在内的所有的模块都是自主设计的,没有引入第三方IP。

  这种自主研发的好处,简单来说就是:一旦发生中美严重对抗,美国很容易攻击Intel Inside的设备,却很难攻击“龙芯Unside”的设备和系统。

  大众芯片:2K1000

  除了最强的“3”系列,龙芯在“2”和“1”系列也推出了新品。

  “2”系列本来是对标Atom系列的芯片,从2017年的2K1000来看,性能比上一代2H提高了3-5倍,但距离2014年的AtomJ1900芯片处理能力还有20%左右的差距。

  不过,这样的处理器性能已经可以使用在终端机和工控机之上。实际上,这款芯片虽然不是龙芯最强的芯片,确是最能让客户买单的一款通用CPU。

  特种芯片:1H

  “1”系列不拼运算能力,拼的是极端条件下的稳定工作能力。例如“1”系列的前辈“1E”和“1F”现在就转载在北斗卫星之上。

  “龙芯在北斗卫星上稳定运行了两年,没有一次反转锁定的错误。” 胡伟武骄傲地说。

  至于“1H”,则是一款神器。它将会用在地下数千米的石油钻探探头上,工作温度在200度左右。对于这种超高温条件下的稳定工作,一直是芯片界的核心技术。

  中国一直想掌握高温芯片技术,但是美国对我们实行了严格的技术封锁。

  胡伟武还记得,在搭载这款芯片的钻头下井试验的时候,一个石油行业的老专家倒满一杯酒,对他说:

  我十几年没喝酒了,今天我要敬你一杯。这么多年没有人能做出这种芯片,你是我们石油行业的功臣!

  国产芯片从一无所有,到如今可以上天入地,中国科学家所付出的艰巨努力让人动容。

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【搭载龙芯1H的石油钻头】

  比起性能,龙芯更要在生态上追赶Intel

  但是技术上追上Intel,和让每个人都用上龙芯,是两个完全不同的事情。

  在技术和市场之间,认为技术更难的往往活不久,认为市场更难的才能活得很好。

  胡伟武异常清醒。

  在我们的认识中,国产科技经常“有意”忽略市场,偏安“党政军”一隅。龙芯在开始阶段,也同样紧抱“党政军”大腿。不过,发展到今天,龙芯已经意识到“党政军”的市场过小,要想成为对标Intel的伟大企业,必须进攻企业终端市场,进而开发个人市场。

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【龙芯一体机和《人民的名义》】

  生态的价值人人都知道。

  你为什么不买龙芯电脑?

  因为安装不了Windows

  为什么要安装Windows?

  因为我习惯的软件和游戏都在Windows上啊!

  Intel+Windows的生态,庞大得让人生畏。但是龙芯必须在巨头眼皮底下奋力“折腾”出自己的生态。

  胡伟武觉得,这个事情虽然难,但没有想象中那么不可能。当然,在个人电脑方面,Intel制霸天下,但是这个世界并不仅仅有个人电脑这一个大市场。

  龙芯的打法是:主攻Wintel生态的薄弱环节——终端和工控领域。

  终端和工控是龙芯的领地

  终端是指党政、能源、金融、电信等等行业使用的终端机,偏专用性质;

  工控是指在工业领域对生产设备进行控制的智能设备。

  基于这个方向,胡伟武的秘诀是:抓住API。

  全中国会用Java的工程师有600万,而却找不到10名懂得Java引擎或者JavaScript虚拟机的人。

  胡伟武感叹。

  换句话说,中国的现状是绝大部分工程师都只会在上层做开发,而把开发者和CPU连接起来的中间接口就叫:API,API很少有人会做。

  龙芯要做的是,为市面上所有龙芯的潜在用户开发好用的API,让开发者可以舒服地开发出应用程序。

  简单来说就是,龙芯制造出各种形式的“乐高模块”,程序开发者只需要按照自己的需要,拼插乐高积木就可以了。这样的话,基于龙芯开发就变得像游戏一样容易,而且让人更加享受。

  根据官方数据,下游客户中,基于龙芯的软硬件开发人员已经有一万人了。

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【华三研发的基于龙芯3A3000的交换机】

  开源社区也是龙芯的领地

  这个事情,同样反映在龙芯的社区和开发者队伍上。

  如果你在龙芯开发者论坛注册,可以用极低的价格购买到龙芯的板片或电脑。基于这些硬件和Linux内核系统,你可以开发一切你喜欢的东西。对于龙芯生态有持续贡献的人,还可以得到“工分”,这些工分将来是可以换取龙芯公司分红和股权激励的。

  实际上,在各个高校中,基于龙芯芯片的爱好者社团已经有很多。龙芯也决定把一些低端的处理器核源代码开放给高校,让学生可以完整了解CPU内部代码结构,成为中国芯片的后备力量。

  开发者是很挑剔的,但是在他们面前,我们的3A2000和3A3000已经不丢人了,真的。

  胡伟武感慨。

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【基于龙芯和开源系统制作的“坦克车”】

  虽然说龙芯已经建立了强大的生态还为时过早,但不妨来看看Intel。中国工程院倪光南院士说:

  1995年Windows 3.2退出市场,至今Wintel的生态建设已经经过了30年,而相比Intel早年的发展,龙芯的脚步已经很快了。

  仰视Intel,龙芯道阻且长。但是,如今下游基于龙芯CPU的软硬件研发人员已经达到上万人。几年间龙芯有了如今的生态,并不容易。

  需要说明的是,从三年前开始,政府已经放弃了对龙芯的支持,龙芯的最新芯片,都是龙芯中科公司靠卖一片片芯片赚来的钱研发的。从这个角度看,相比动辄拿国家几十亿研究经费的芯片团队而言,龙芯可以拍着胸脯问心无愧。

  就像胡伟武所说:有一种胜利来自煎熬。

  龙芯用自己的故事,证明了世界还算公平。

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