刚好在头条号写了一篇关于自主芯片设计的图文,特来答一发。废话不多说,直奔主题。从技术来源看,国产CPU可分为5大阵营:
MIPS阵营,代表龙芯,2009年购买了MIPS指令集永久授权;
ARM阵营,代表有飞腾、海思麒麟、展讯(2013年被紫光购并后,从纳斯达克退市,现名为紫光展锐),购买ARM的IP核;
IBM Power阵营,代表有宏芯;
X86阵营,代表兆芯(VIA授权)、海光(AMD授权架构);
文/小伊评科技
说到CPU这个概念其实是非常大的,从个人电脑上的CPU,到移动设备上的SOC中的CPU以及一些嵌入式设备中其实都是有所谓CPU(中央处理器)这种的事物的存在的譬如电视,路由器等等,所以我们需要把CPU做一个界限,这样才可以做一个总结。
目前来看,我们所指的CPU一般都是指PC上的CPU以及手机上的SOC,毕竟这两种设备上的CPU也可以代表了目前民用半导体行业的最高水准,接下来我就来谈一谈我们国家目前比较知名的一些CPU设计商以及他们的产品。
龙芯:中国科学院计算所旗下
最新商用型号:龙芯4000
架构:基于RISC精简指令集下的MIPS架构
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虽然我国半导体产业相对落后,高端芯片确实无法与美国相抗衡,不过好在产品线相对丰富,该有的产品种类应用具有,只是性能上还略有差距。以大家经常提到的处理器为例,无论是桌面级处理器,还是移动端的处理器均有对应的产品。
一起来看看都有哪些国产的处理器吧!
中国龙芯
说到国产处理器,不得不提的就是中国龙芯。中国龙芯是中国科学院计算机研究所自主研发的处理,从2001年开始研发至今,总共研发了出了三代产品,最新一代的龙芯3A4000/3B4000于2019年12月24日在北京发布(28nm工艺制程,MIPS64架构)。
中国龙芯已经广泛的使用在金融、政企、航天等领域,2015年3月发射的北斗卫星使用的就是中国龙芯。由于生态系统以及性能方面的因素,中国龙芯暂未进行民用。
说起来国产CPU真的很多很多,并且分为很多类。
一、使用alpha架构的超算芯片
之前国内的超级计算机使用的是X86架构的intel的芯片,后来intel禁运,于是国内自研,买下了alpha架构,研发出了申威处理器。
申威处理器用在天河二号,太湖之光上,都成为了全球最顶尖的超级计算机,所以在超算芯片上,我们并不比其它国家的差。
国产CPU其实品牌很多,远比我们普通人想象的多,可以不夸张的说,全球主流的架构我们都有对应的CPU品牌,我简单来撸一下。
以麒麟芯片为主的ARM架构:
ARM架构当前为全球各手机芯片厂商所使用的,高通、三星、苹果、联发科以及华为都是在此基础上研发而言。华为麒麟芯片的性能我觉得没必要多说吧!麒麟这些年来的发展有目共睹,麒麟990是全球首颗SoC 5G芯片,CPU的整体性能介于骁龙855和865之间。
除了海思麒麟之外,国内基于ARM架构研发CPU的还有飞腾、展讯,也包括台湾省的联发科。
通用CPU龙芯基于MIPS指令
目前,主要的CPU架构有四种:ARM、X86、MIPS、Power。
目前,在移动芯片领域,ARM架构的芯片占据了90%以上的市场份额,在服务器CPU市场上,英特尔X86处理器占据超过90%市场份额。
华为,2019年9月6日,华为在德国柏林和北京同时发布最新一代旗舰芯片麒麟990系列,包括麒麟990和麒麟990 5G两款芯片。
一份来自中国移动内部的宣传材料显示,华为麒麟芯片最新Kirin950芯片将采用台积电16nmFinFET工艺,集成的基带芯片将支持LTECat.10规范,成为后4G时代支持网速最快的手机芯片,作为对比,骁龙810目前仅支持LTECat.9,要到下一代骁龙820才能支持LTECat.10,再次实现了对高通的领先。
小米,自主芯片澎湃S1,这款SoC的CPU部分为四核1.4G主频的CortexA53和四核2.2G主频的CortexA53,与海思麒麟650(4核2.0GHz A53+4核1.7GHzA53)、高通骁龙616(4核1.7GHzA53+4核1.2GHzA53)、高通骁龙625(8核2.0GhzA53)属于同一个档次。不过以后不会有澎湃S2。
目前pc端的一个能打的都么有。手机端的就华为海思麒麟,性能方面比每年的高通旗舰CPU稍微差一点,但是在发热控制和功耗方面要比高通好。
国产处理器比较具有使用价值的包括兆芯(x86)、飞腾、申威、龙芯等移动处理器设计商包括华为海思、大唐联芯、展讯、全志、瑞芯微,还有中国台湾MTK的MTK 6573 MTK 6575 MTK6577 的芯片,大陆展讯的SC8810等智能机芯片等。
国产CPU分这么几类吧:
先不谈制造,只说CPU设计:
1. 龙芯这种从下到上都是自主设计,指令集虽然是模仿的,但也勉强算是自主的,现代CPU架构下指令集的差异性已经不大了。
2. 用开源的硬件方案的,代表类型有SPARC架构下的一些CPU,比如神舟飞船上用的就是这类,拿别人开源的东西改改就可以用了。
海思麒麟芯片
arm框架
990 5g是公司最新产品
居然有人敢说“龙芯指令集是模仿的,只能勉强算自主”。首先这样的人不懂得什么是指令集,指令集是规定处理器进行各种运算(算术运算,逻辑运算)和操作(如控制转移)等的命令的集合,是以文本形式提供给用户的(如购买了指令集授权的用户),指令集本身不含任何物理信息。如,不含电路原理及结构等。龙芯购买的是MIPS指令集架构的永久授权。购买MIPS指令集架构并不是说我们设计不出自己的指令集,而是自己的指令集设计出来后,在当时的市场环境下,是否有生态支持,是否能得到市场认可,是否有市场前景。所以龙芯购买MIPS的目的有两个:一是为了能加入MIPS兼容联盟,利用MIPS生态发展自己。
二是龙芯的定位是要“做中国人自己的CPU”,而 MIPS与ARM最显著的不同之处是,MIPS允许对指令集进行扩展。这给了想做自己CPU的龙芯最大的自由度和灵活性。龙芯的微结构是完全由自己设计,CPU内核源代码全部由自己编写,就凭这两点,龙芯就是具有完全自主知识产权的自主可控的CPU,怎么可以说成“是模仿,是勉强自主”?并且通过不断扩展指令集,龙芯在MIPS64R的500余条指令的基础上,又增加了近1400条新指令,已经发展出了自己的指令集系统,这个新的指令集系统叫LoongISA。可以说龙芯现在已经不再是MIPS指令集架构。只是龙芯指令集架构现在还兼容着MIPS指令集。现在的人真大胆,不懂技术的人居然敢大言不惭地谈论CPU技术