三十年河东三十年河西,莫欺“国芯”穷——谈谈龙芯中科

OFweek物联网 中字

近日,龙芯中科的3A6000刷爆了各大媒体首页,但是龙芯中科这个企业在此前似乎没有进入人们的视野,笔者刚好借这个风口简单谈谈龙芯中科。

简单谈谈龙芯中科

可以不避讳地说,龙芯中科是国内目前笔者最看好的芯片设计公司。你要知道,龙芯的芯片设计是有自主知识产权的,与AMD、intel这些芯片企业不存在任何授权关系。与国内其他购入授权技术的制芯公司不同,龙芯中科是真正意义上的“全自研”,完完全全靠自己打出一条制芯路,含金量拉满。

值得一提的是,龙芯中科采用的是无晶原厂的CPU企业经营模式,这意味着龙芯只负责设计芯片,但是不负责制造芯片,制造环节一般是外包给专业的晶圆厂代工。比如说委托给台积电、三星、以及国内的中芯国际这些企业来制造成片。这种模式有利于深耕芯片设计领域,也可以降低生产过程中的成本和风险。不过,成片的效果可能就会受制于晶圆代工厂的生产能力和技术水平。

简单的说,要想全面达成全自研、自生产的话,国内不仅芯片设计要赶上来,晶圆生产的工艺也要赶上来,而这方面(光刻机)我们距离西方也是有一定的距离的。

制造工艺跟不上,就算芯片设计再厉害,那也没法展开拳脚,就卡这了。

不过龙芯中科的研发方向不在工艺,那么在这里就先按下不表。

龙芯中科保守但合理的迭代思路

如果了解过龙芯中科的朋友可能就会发现,其最新产品在制程上总是落后于同期其他国内CPU厂商。举例来说,龙芯前几代的3A4000采用的是较为落后的28nm工艺,同期其他厂商(如飞腾和兆芯)早就已经用上了14或者16nm工艺了。

其实,看起来制程落后的根本原因主要是因为龙芯中科的制芯方针有关。3A4000的前代3A3000也是同样用的28nm工艺,但是龙芯中科会在新一代的CPU会在架构上、IPC上进行迭代优化,在工艺制程没有发生改变的情况下提升性能。

即使到现在,龙芯中科的思路也是没有改变,昨日正式推出的3A6000与前一代产品3A5000同样是12nm制程工艺,而在性能上我们也有目共睹,3A6000的性能强于3A5000一倍有余。这样一来二去,自家的芯片优化、芯片设计的能力就会稳步提升,并且出品的芯片品质也会非常稳定。

在工艺不变的情况下不断打磨单核性能,等将来国内工艺赶上了,整一个芯片出品也就能顺理成章地赶上了。

不过从另一方面上说,龙芯中科的方针会显得有些保守,真正赶上国际需要长时间的积累。不过,在这个制造工艺受限于人的大环境下,龙芯中科缓步推进是可以理解的。特别是在美国禁令发布之后,龙芯中科保守的方针让他们的计划没有受到太多的影响,毕竟国内12nm的产能还是有的嘛!

自研Loongnix操作系统有必要吗?

直接回答:笔者觉得有必要。

先简单引入一些概念,我们平常使用的Windows(电脑)、Android(安卓)、ios(苹果)等等的操作系统是建立在硬件上面的软件层,主要负责提供给用户一个管理硬件资源的窗口。然后我们就通过这个操作系统窗口来点点软件、点点界面,然后操作系统就解读这些用户的操作然后执行指令集中的对应指令,从而控制硬件的行为。

那指令集又是什么呢?

指令集是一种特定架构下的机器语言指令的集合,用户的各种操作到最后都会变成指令集里面的指令,从而让CPU执行对应的操作。毕竟CPU不懂中文,只懂底层机器指令嘛。

通常来说,芯片企业会指定一套指令集然后推动,像是x86架构指令集(兼容Windows、Linux、macOS的指令集)。值得注意的是,不同架构的指令集的操作系统和应用是无法通用的。简单的说,微软做过ARM版本的Windows,这个版本开放了对ARM架构指令集的支持,这个版本的操作系统可以在ARM架构的处理器上运行。

但是这个ARM版本的Windows的应用呢,就没办法在x86版本的Windows上运行,这是相互不兼容的(不过你也可以用特殊的办法进行转译,不过不在讨论范围内)。如果单单说PC,现在像是很大一部分人都在用基于x86的Windows系统,软件生态已经趋近于完善,并且还在不断地迭代更新。

x86指令集的地位就不言而喻了。

那全世界的人都在用你的指令集的操作系统,那我一个做硬件的到头来肯定要适配软件的,那我是不是要找你要授权?是的,如果你想让自家的CPU用兼容x86的操作系统的话,那你就得去要授权。那这样一来,不就又要被卡脖子了吗?万一哪天迭代升级之后,人家不乐意给了,那怎么办?

这或许就是为什么龙芯中科执着于要开发自家的指令集、自家的操作系统了。说干就干,龙芯就着手开发了自己的loongarch指令集,也开发了与之兼容的loongnix系统。

龙芯中科仿佛在用行动告诉大家:“要自研就全自研!”

那有人就要问了,你全自研是挺有魄力,但是现在x86的Windows用都用惯了,大伙为啥要用你的loognix呢?再说你的软件生态也处于一个比较初级的阶段,用起来还怪麻烦的。话是这么说,但是现在指令集和系统是做出来了,总归有了开始。后续软件生态是需要多方耕耘的,生态的维护升级需要开发者们共同努力,需要时间。

而且现在国内也在积极推进loongnix系统,随着开发者们的涌入,loongnix可能走的比较慢,但是一定会越来越好。

简而言之,虽然龙芯中科还在起步的阶段,但已经初见起色。回想起以前国内芯片完全被国外垄断的局面,已经是一个非常大的进步。

三十年河东三十年河西,莫欺”国芯“穷!

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