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龍芯新一代處理器為何主動降低主頻?

作者: 時間:2015-08-20 來源:驅(qū)動之家 收藏
編者按:8月18日,龍芯發(fā)布了新一代處理器及其相關(guān)產(chǎn)品,這次龍芯的最新發(fā)布具有什么意義呢?又有哪些看點和槽點?

  作為國產(chǎn)CPU的代表,一路走來,備受業(yè)界關(guān)注,也爭議不斷。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/279022.htm

  8月18日,發(fā)布了新一代及其相關(guān)產(chǎn)品,包括自主指令系統(tǒng)LoongISA,龍芯新一代微結(jié)構(gòu)GS464E,新一代龍芯3A2000、龍芯3B2000,以及龍芯基礎(chǔ)軟硬件標(biāo)準(zhǔn)和社區(qū)版操作系統(tǒng)LOONGNIX。這次龍芯的最新發(fā)布具有什么意義呢?又有哪些看點和槽點?

  筆者認(rèn)為,最大看點在于,龍芯新一代處理器微架構(gòu)的發(fā)布;最大槽點則在于,龍芯基于此的新一代處理器主動降低了CPU主頻。單單分析這兩方面,就可以看出龍芯的拐點已來。

  1、“爬北坡”的國產(chǎn)化

  縱觀中國國產(chǎn)芯片,可以分為三大類:以龍芯、申威為代表的自主研發(fā)系列,它們的市場路徑是從軍工、政府部門入手由內(nèi)而外市場化發(fā)展;華為和國防科大學(xué)為代表的基于ARM知識產(chǎn)權(quán)架構(gòu)的自主研發(fā),華為的手機消費級與國防科大的服務(wù)器企業(yè)級形成了兩級布局;以IBM openpower為代表的知識產(chǎn)權(quán)的授權(quán)和兼容,合作企業(yè)的市場路徑是從市場化的行業(yè)企業(yè)客戶出發(fā)由外向內(nèi)進(jìn)入重要領(lǐng)域。

  從處理器架構(gòu)來看,wintel體系,ARM+安卓體系,openpower體系,只有龍芯選擇了MIPS架構(gòu)。

  以上可以總結(jié)為兩個詞——自主研發(fā)、架構(gòu)獨特。如果說將處理器國產(chǎn)化比喻成珠穆朗瑪峰的攀登路徑,那么無疑龍芯選擇了最難的北坡。

  如此多的國產(chǎn)處理器路徑,龍芯強調(diào)的是:雖然自主是安全的基礎(chǔ),但自主不等于安全可控。言下之意就是,針對引進(jìn)、消化、吸收再創(chuàng)新的其他路徑,這是一個過程,在沒有擁有自己的處理器研發(fā)能力之前,尤其是引進(jìn)階段“就不要總拿安全說事”。

  2、主動降頻,先活下來

  雖然龍芯抱著“不達(dá)目的決不罷休”的情懷,但艱難的珠峰北坡之旅,首先需要的是活下來。

  但是以前的龍芯不明白,走過了很多坑。其中,最大的坑要數(shù)一味追求處理器的主頻提升,忘記了處理器商用需要的計算、訪問存儲、I/O等綜合指標(biāo)的平衡。

  龍芯從2010年開始市場化轉(zhuǎn)型以來,致力于將中科院計算所研制的芯片“樣品”轉(zhuǎn)變成“產(chǎn)品”。畢竟龍芯3A1000/3B1500是計算所科研經(jīng)費支持的,它成為龍芯第一代處理器。雖然它在部分指標(biāo),比如3B1500浮點峰值具有世界先進(jìn)水平,但通用事務(wù)處理能力較弱。具體什么意思呢?

  就是說,在CPU主頻上龍芯與國外處理器僅僅相差1-2倍,但是性能效率卻相差高達(dá)10-20倍,這是巨大的數(shù)量級差異。如果不能改進(jìn)綜合指標(biāo),一味提高主頻只能帶來能耗的大幅提升,卻無法換來實際效率的提升。

  龍芯終于想通了。這次,它主動降頻。

  以前發(fā)布的處理器主頻可以達(dá)到8核1.2G,而8月18日發(fā)布的新一代處理器“龍芯3A2000”“龍芯3B2000”主頻重新降回1G。龍芯意識到,要想活下來,先提高效率(投入低、收益大)再提高頻率,這樣可以發(fā)展基礎(chǔ)軟件適配和優(yōu)化,設(shè)計新一代處理器微架構(gòu)。

  3、新一代微架構(gòu)與生態(tài)圈

  這就是龍芯的第二代處理器微架構(gòu)GS464E。

  據(jù)悉,雖然龍芯主頻回落,但據(jù)龍芯資料顯示:與第一代微架構(gòu)的龍芯處理器先比,最新發(fā)布的處理器在實測訪存性能提升10-20倍,實測I/O性能提升3-5倍。龍芯的總設(shè)計師胡偉武表示,在性能指標(biāo)上,第一代即原GS464微架構(gòu)與AMD K8、Intel P4、IBM power4等可比,而目前的第二代GS464E微架構(gòu)怎可比肩AMD Steamroller、Intel Ivy Bridge、IBM power7,這些可謂是目前市場上較為主流的芯片微架構(gòu)。據(jù)悉,基于新一代微架構(gòu)的處理器今年4月流片成功并開始提供樣片,2016年可實現(xiàn)完成量產(chǎn)。

  此外,處理器整體性能的提升,自主指令系統(tǒng)LoongISA和社區(qū)版操作系統(tǒng)LOONGNIX的發(fā)布,都加深了龍芯在行業(yè)應(yīng)用上的適配和優(yōu)化。雖然龍芯在主頻性能、處理器制程等方面仍落后于國外處理器,但是它的綜合性能已經(jīng)可以在行業(yè)市場進(jìn)行推廣,而且除了計算,也打開思路開始在安全、存儲、工業(yè)、網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域作為國產(chǎn)處理器提供給整機企業(yè)。

  筆者發(fā)現(xiàn),國產(chǎn)自主可控產(chǎn)業(yè)鏈的多家重量級合作伙伴前來為龍芯站臺,中科曙光、航天科工、同方計算機、浪潮超越、山西百信、東軟集團(tuán)、銳捷網(wǎng)絡(luò)、研華中國等品牌企業(yè)都一同展示了基于龍芯最新處理器的高性能服務(wù)器、安全計算機、筆記本、加固平板、高性能防火墻、千兆網(wǎng)絡(luò)交換機、高性能工控模塊等產(chǎn)品,國產(chǎn)自主可控產(chǎn)業(yè)鏈初現(xiàn)。

  4、備受爭議與體制創(chuàng)新

  胡偉武的一句話也點出龍芯此次發(fā)布的不同:從成果發(fā)布到產(chǎn)品發(fā)布。言下之意就是,以前龍芯的是成果發(fā)布,即任何單點突破都可以稱為成果,而現(xiàn)在的龍芯是產(chǎn)品發(fā)布,這意味著作為商用考慮到實際平衡需求,首先需要把短板補齊。

  其實,2011年以前,龍芯的合作伙伴多是央企,而之后民營企業(yè)如研華、百信等開始和龍芯戰(zhàn)略合作。又聯(lián)系到龍芯為何主動降頻,龍芯的商用化拐點似乎初現(xiàn)端倪。

  為什么龍芯突然想通了?筆者認(rèn)為,除了技術(shù)之外,最根源的因素還在于體質(zhì)的創(chuàng)新。

  縱觀龍芯幾年的發(fā)展,可以分為三個階段:

  積累期(天使):2001年在計算所開始研制龍芯CPU,在中科院、863、973、NSFC、核高基重大專項支持下,完成了9年的技術(shù)積累。

  創(chuàng)業(yè)期(VC):2010年龍芯團(tuán)隊轉(zhuǎn)型成立公司,正式走向產(chǎn)業(yè)化。中關(guān)村自主創(chuàng)新示范園通過“先行先試”政策的龍芯團(tuán)隊股份鼓勵,形成了安全應(yīng)用、通用計算機,嵌入式應(yīng)用三大市場方向。

  發(fā)展期(PE):2014年龍芯中科進(jìn)入高速發(fā)展期,鼎暉資本甚至加入龍芯。在多個領(lǐng)域龍芯通過產(chǎn)業(yè)鏈到達(dá)最終用戶,下游客戶中基于龍芯的研發(fā)人員超過萬人,2013年芯片銷售量超過1.8萬片2014年35萬片。

  在創(chuàng)業(yè)期,國家項目是“天使投資人”,龍芯更注重技術(shù)突破和成果匯報,而沒有將商用提到議事日程,這是具有濃濃的學(xué)院派風(fēng)格的。而在現(xiàn)在的高速發(fā)展期,尤其是商業(yè)資本的加盟之后,龍芯開始像真正的企業(yè)一樣開始考慮生存問題,用戶實際需求問題,這時它的研發(fā)則開始更多地開始思考產(chǎn)品定位,追求市場導(dǎo)向。

  因此,主動降低處理器主頻既是槽點也是亮點,它或許就是龍芯商業(yè)化的拐點。



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