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 挑戰(zhàn)英特爾AMD 中國芯到底誰買單
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發(fā)表于 2015-09-17 09:15:18  只看樓主 


龍芯，中國科學(xué)院計算所自主研發(fā)的通用CPU。相對于大名鼎鼎的英特爾、AMD而言，龍芯的影響力基本可以忽略不 計。但是“中國自主研發(fā)”幾個字的份量卻不言而喻，這使得龍芯變得與眾不同。當(dāng)然，設(shè)計和生產(chǎn)是兩回事，龍芯的設(shè)計是中國自主的知識產(chǎn)權(quán)，而生產(chǎn)則是交給代工廠來完成，因此龍芯從設(shè)計上來講是國產(chǎn)，但從生產(chǎn)角度來看，并不是由中國制造生產(chǎn)的CPU芯片。

從表面來看，龍芯與其它CPU是產(chǎn)品之間的競爭，但其實蘊(yùn)藏在背后的則是中美之間的科學(xué)技術(shù)競爭，因此，性能羸弱、問題多多的龍芯，始終并未從中國科技領(lǐng)域的版圖上抹去。

已經(jīng)追上英特爾AMD？中國芯到底誰買單

龍芯項目從2001年5月份上馬至今，已經(jīng)走過了14個年頭。龍芯最初的英文名稱為Godson，后來正式注冊的英文名為Longstanding，現(xiàn)在的 英文名稱為Loongson。2002年8月10日，龍芯1號芯片X1A50流片成功，成為龍芯品牌下的第一顆CPU。它由中國科學(xué)院計算技術(shù)所龍芯課題 組獨(dú)立研制，由中國科學(xué)院計算技術(shù)所授權(quán)的北京神州龍芯集成電路設(shè)計公司研發(fā)，代工生產(chǎn)則由臺積電完成（06年之后由意法半導(dǎo)體代工）。

與 X86架構(gòu)的英特爾、AMD不同，龍芯在架構(gòu)方面絕大部分采用了MIPS架構(gòu)中的指令集，僅有非常少的部分采用了龍芯自主指令集，但這非常少的部分大都也 是重復(fù)MIPS的指令功能。因此，龍芯在主流系統(tǒng)、軟件的兼容性方面毫無優(yōu)勢，除非能夠建立起自己的生態(tài)圈并進(jìn)行拓展，否則與X86架構(gòu)的英特爾、AMD 在PC端的較量會永無天日。

此外，龍芯與MIPS的合作也有黑歷史存在，當(dāng)然與漢芯的造假騙取研發(fā)經(jīng)費(fèi)相比，龍芯則是栽在了別人的手上。

2011 年，龍芯購買了MIPS 64位架構(gòu)授權(quán)，這使得龍芯可以全面邁向64位高性能芯片領(lǐng)域，然而僅僅一年之后，MIPS就宣告倒閉，其中ARM以3.5億美元買下了MIPS全部的498項專利永久授權(quán)和另外82項專利交叉授權(quán)，讓龍芯著實吃了一次啞巴虧，這次事件也讓人們看到了“自主知識產(chǎn)權(quán)”六個字的份量，然而直到今天，龍芯在架構(gòu)上依然難以實現(xiàn)完全的自主知識產(chǎn)權(quán)。

那么時至今日，龍芯到底發(fā)展到了怎樣的程度？它所存在的問題有哪些？未來又會不會有機(jī)會去分一杯羹呢？

龍芯3B1500是顆怎樣的芯

在龍芯的發(fā)展過程中，有幾個時間點(diǎn)是非常重要的，比如2002年8月10日龍芯1號芯片X1A50流片成功；再比如2003年10月17日，首款64位通用 CPU龍芯2B（代號MZD110）流片成功；而2006年3月18日龍芯2E（代號CZ70）流片成功則標(biāo)志著龍芯CPU首次突破1GHz主頻。

此外，2009年9月28日，首款四核CPU龍芯3A（代號PRC60）流片成功標(biāo)志著龍芯進(jìn)入多核時代，而2012年10月，八核32納米龍芯3B1500流片成功則讓龍芯步入了新時代。目前，3B1500是龍芯品牌最新、也是最強(qiáng)的CPU芯片。

3B1500是一顆32nm工藝制程處理器，集成8個64位超標(biāo)量處理器核心，支持MIPS64指令集以及龍芯擴(kuò)展指令集，并采用了動態(tài)主頻設(shè)計，為1.2GHz至1.5GHz，與英特爾處理器動輒1GHz上下睿頻相比，龍芯的動態(tài)頻率設(shè)計顯然還差的很遠(yuǎn)。

在高速緩存方面，3B1500擁有64KB私有一級指令cache和數(shù)據(jù)cache，128KB私有二級cache，而三級cache做到了8MB，紙面實力看上去已經(jīng)是相當(dāng)不錯了。封裝方面，采用了40mm×40mm BGA封裝，1121個引腳，普通工作模式1.2GHz主頻下，理論功耗為30W，向量 工作模式1GHz主頻下，理論功耗為40W。

如果拋開架構(gòu)以及實際體驗來看，經(jīng)過14年的發(fā)展，龍芯在某些參數(shù)上確實已經(jīng)趕上了AMD低端CPU，但與英特爾還是有著較大的差距。此外，在制程工藝、功耗控制、處理器主頻等方面，依然與先進(jìn)處理器有著天壤之別。

中國芯的中國特色

“中國特色”可以說是最有特色的特色。龍芯既然是國家級科研項目，那么其所展現(xiàn)出的中國特色自然必不可少。在很多人眼里，龍芯項目就是一個騙取國家科研經(jīng)費(fèi)的項目，原因在于十四年的發(fā)展過程中，與英特爾、AMD的發(fā)展速度、程度相比，龍芯都太過遜色。

然而，這種看法更多的是有一種黑的成份在里面。

龍芯所代表的是中國“自主知識產(chǎn)權(quán)的CPU”，在科技競爭中具備非常重要的戰(zhàn)略地位。必然不能夠因為多年來無法趕超英特爾、AMD而放棄這個項目。其實在中 國，與龍芯相似的科研項目有很多，而龍芯只不過是這些項目中尚算偶爾能夠聽到聲音的項目，因此每當(dāng)龍芯新生代產(chǎn)品更新、或者技術(shù)有所突破的時候，也必然會聽到一些來自用戶的聲音。

那么為什么技術(shù)跟不上，放著英特爾、AMD的CPU不好好用，還要死氣白咧的組織一批人去搞“中國芯”呢？

其實對于中國而言，中國芯的意義不在于它能賣出多少顆，而是在于一種科技實力的進(jìn)步，同時對于國家安全，企業(yè)、工業(yè)信息安全，以及沖破技術(shù)壁壘有著極大的推動作用。

金窩銀窩不如自家的草窩，外來的東西再好，也不如自家產(chǎn)的讓人放心，同時如果龍芯能夠達(dá)到主流消費(fèi)或商用級電腦的性能，那么對于管理、維護(hù)而言也是更加的方便、快捷。

此外，龍芯的應(yīng)用價值在當(dāng)下或是未來很長一段時間里，都應(yīng)該是注重國防、工業(yè)、通信、網(wǎng)絡(luò)安全等方面，而并非個人消費(fèi)電腦領(lǐng)域。一方面是“中國芯”自身特性所決定，另一方面也是“中國芯”很難撼動英特爾與AMD在消費(fèi)級市場的地位。因此，自產(chǎn)自銷才是龍芯現(xiàn)階段發(fā)展的主要目標(biāo)，這也是中國科研項目所普遍具有 的特色。

沒人用是最尷尬問題

2015年8月份，沉寂三年的龍芯發(fā)布了新一代四核心處理器——龍芯3A2000以及龍芯3B2000。同時流露出的消息表示，新一代龍芯的整數(shù)部分同頻Coremark測試結(jié)果媲美Ivy Bridge，也就是與第三代酷睿平臺的性能相仿。

我們姑且不去評論這個測試結(jié)果的真與假，而假設(shè)龍芯確實達(dá)到了IVB平臺的性能，那么相對而言它依然不能被看作是一顆成功的CPU核芯。但是如果從技術(shù)進(jìn)步的角度來看的話，還是十分讓人興奮的。

不過，從官方給出的參數(shù)信息來看，新一代龍芯四核處理器采用了28nm工藝制程，這點(diǎn)已經(jīng)與AMD持平，而英特爾目前為14nm工藝制程。功耗方面，新一代 龍芯做到了15W，但是主頻卻依然慘不忍睹，只有800MHz-1GHz，共享三級緩存為4MB，內(nèi)存最高只支持DDR31333MHz。

雖然筆者無緣拿到基于龍芯的電腦進(jìn)行實地測試，但是根據(jù)多年的評測經(jīng)驗來看，3A2000與3B2000在紙面實力上，依然與英特爾、AMD有極大差距，一旦使用主流測試軟件進(jìn)行跑分測評，那么新一代龍芯依然是一敗涂地的感覺。

那么為什么會是這樣的結(jié)果呢？筆者認(rèn)為主要原因在于微架構(gòu)設(shè)計上的難以突破。微架構(gòu)是處理器性能提升的一大法寶，英特爾第六代酷睿平臺就是得益于微架構(gòu)的調(diào)整，因而在14nm制程工藝下比同為14nm制程工藝的第五代Broadwell平臺性能更強(qiáng)。

其實微架構(gòu)的調(diào)整主要目的在于如何讓晶體管排布更合理、更高效，而晶體管又是決定處理器性能的重要因素，因此高效、合理的晶體管排布，必然會帶來性能的提升。龍芯在這方面的劣勢注定了它很難有超越英特爾、AMD的微架構(gòu)革新，因此在最終的性能表現(xiàn)上，自然也就有著天壤之別。

除了性能之外，龍芯面臨的最大尷尬是“沒有人用”。龍芯中科技術(shù)有限公司總裁兼龍芯總設(shè)計師胡偉武在接受央視采訪時表示：“我們CPU也是可以做世界第一的，而且 有，但關(guān)鍵是沒有人用。”筆者不去評價前面兩句話究竟如何，單看最后一句話，就能看出龍芯，以及像龍芯一樣的中國芯們的尷尬。

龍芯在技術(shù)層面上落后英特爾、AMD好幾代，即便假設(shè)3A2000、3B2000芯片性能達(dá)到了IVB平臺水準(zhǔn)，那么二者差距也至少隔著三代，性能毫無競爭力、量 產(chǎn)困難、價格等諸多問題無法解決，同時整個PC市場又建立在X86架構(gòu)與Windows系統(tǒng)之上，以不支持Flash、Adobe等軟件的MIPS架構(gòu)、 以及Linux系統(tǒng)為基礎(chǔ)的龍芯，自然很難在用戶層面獲得認(rèn)可。因此究竟誰來為中國芯買單？誰會用中國芯？就成為了龍芯所面臨的最尷尬問題。

同時從目前甚至未來很長一段時間來看，這個問題都將困擾著這顆中國芯，當(dāng)然也將困擾著像天津飛騰、中晟宏芯、上海兆芯等一顆顆中國芯。

構(gòu)建獨(dú)有生態(tài)圈是未來出路

龍芯以及眾多中國芯想要獲得突破，除了在技術(shù)、性能上不斷提升之外，那么當(dāng)下以及未來最重要的，還需要有生態(tài)圈的構(gòu)建。

英特爾用了幾十年時間在全球市場形成了成熟、穩(wěn)定的生態(tài)圈，與合作伙伴微軟結(jié)成Wintel聯(lián)盟，扶植各類軟硬件企業(yè)做產(chǎn)品、技術(shù)研發(fā)，龍芯想要復(fù)制這個過 程幾乎要付出百倍甚至千倍的努力，當(dāng)然也不一定能夠成功，因此，龍芯需要借助中國特色，來打造屬于自己的特色生態(tài)圈。

首先，構(gòu)建基于龍芯硬件平臺與Linux系統(tǒng)軟件平臺生態(tài)圈，拉攏更多的合作伙伴，建設(shè)并完善軟硬件產(chǎn)品和技術(shù)的研發(fā)生態(tài)圈，讓龍芯平臺變得有用，從而擺脫“無人會用”的尷尬。當(dāng)然這個過程說起來簡單，但做起來卻有很多的困難，因為首要得要讓開發(fā)者們認(rèn)可龍芯，讓他們能夠從龍芯平臺上獲得利益，這樣才能拉攏到更有實力的合作伙伴。

其次，利用“中國芯”特性，著眼國內(nèi)市場，做真正的中國芯。龍芯對于國家安全、企業(yè)、工業(yè)信息安全、網(wǎng)絡(luò)安全的意義不言而喻，而對于普通消費(fèi)者的吸引力幾乎可以忽略不計，因此可以率先去尋求與特定領(lǐng)域的合作，比如軍用電腦、工業(yè)電腦等。

最后，當(dāng)基礎(chǔ)生態(tài)圈建設(shè)、完善之后，不妨去探尋對X86-Windows體系的沖擊。而前提是要有過硬的性能表現(xiàn)，即便無法趕超英特爾，至少也能夠與AMD有一戰(zhàn)之力，再加上“中國芯”的情懷，必然會比AMD更有競爭力。

小結(jié)

沒有人會因為不如姚明高就不去打籃球，這就是為什么中國芯屢戰(zhàn)屢敗，卻依然屢敗屢戰(zhàn)的原因。對于中國而言，有一顆具備“自主知識產(chǎn)權(quán)”的中國芯是科技發(fā)展的必然需求，它所代表的并不僅僅是品牌與品牌、產(chǎn)品與產(chǎn)品之間的競爭，而是代表了國家與國家之間在科技、安全等層面上的競爭，因此多給中國芯一點(diǎn)鼓勵，是每一個中國普通大眾所應(yīng)該去做的事情。

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