作者:蒋尚久
来源:正和岛(ID:zhengedao)
2022年1月13日,龙芯中科在线召开生态创新大会。 会议主题为龙芯中科2021年最新研发成果LoongArch。
作为国内首款具有完全自主知识产权的芯片架构,龙芯中科于去年7月推出了首款基于LoongArch的芯片——龙芯3A5000。
这款芯片一经问世,就受到了广泛关注。 经过从官方到民间的层层评估,最终得出了统一的结论:
经过20年的沉淀,这款基于国产架构的自研芯片终于赶上了时代的步伐。
在这次会议上,倪光南表示:
“LoongArch自主指挥系统(龙芯架构)的发布是中国信息产业的重要成果,未来有望成为国家网络信息产业的坚强基础。”
去年12月,龙芯中科正式登陆科创板,1月13日的生态创新大会和同时发布的龙芯生态白皮书也是一大动作。
从对生态打造的重视,不难看出龙芯中科的野心。 如果龙芯中科能够成功上市,那么龙芯中科将成为首家登陆科创板、走出国产芯片的国产自主CPU股。 该行业迈出了历史性的一步。
毕竟,经过近20年在芯片架构上的耕耘,龙芯中科已经承载了太多国人的期待。
十年蛰伏,厚积薄发
对于中国的高科技产品,中国人民大学教授翟东升打了一个比喻:就像一朵花插在别人的花瓶里。
自从中国受到美国打压以来ip形象,中国芯片产业就一直面临着困境。
面对美国的持续打压,去年10月,中共十九届五中全会明确提出:坚持创新在我国发展全局中的核心地位。国家现代化建设,把科技自力更生、自强作为国家发展的战略支撑点。
毫无疑问,在日益严峻的国际形势下,未来中国的芯片发展道路将遇到越来越多的挑战。 依靠科技“硬实力”打破芯片产业垄断,成为中国芯片产业的唯一出路。
龙芯中科董事长胡伟武在生态创新大会上表示:
“过去几十年,中国信息产业的基地一直在硅谷,受制于两个基地,即intel+微软、ARM+Android。中国整个信息产业都是在这两个基地上发展起来的,但现在,我们的基地需要更换了。”
中国想要取代的基地是LoongArch。
作为芯片生产链中最基本的环节,芯片架构的商业授权掌握在美国人手中。 从整个产业结构来看,风险极高。
就像被人抓住一样。 一旦商业授权中断,中国芯片将失去一切。
1986年,北京中关村的柳传志做出了一个重要决定:中断与IBM的合作,带领联想走自主研发的路线。
也是在这一年,经过国务院反复讨论研究,批准了一份文件:《高新技术研究发展规划纲要》。
从这份文件延伸出来的就是著名的“863计划”。
该计划出台后,国内学术界在“是否自主研发芯片”的问题上存在较大分歧。
一方认为,既然决心研发芯片,就必须做全套,从设计、研发到后期生产,打造完整的芯片生态系统。
另一方则认为,中国芯片领域起步太晚,盲目追赶不现实。 最好先利用美国现有的技术发展,可以慢慢建设生态。
经过激烈争论,科学家们最终达成共识:采用后一种观点。
原因也很简单:当时的中国太穷,无力承担高昂的研发费用,迫于现实,只能选择妥协。
但暂时的妥协并不意味着放弃。 大家都在等待,等待合适的时机,积累。
这样的等待,一等就是十几年。
大楼要建得漂亮,地基要打好
2021年7月,龙芯中科发布最新3A5000系列芯片,主频2.3GHz-2.5GHz,4核设计,12nm工艺。
客观地说,与Intel、IBM等大公司相比,龙芯3A5000的数据还远远不够,但令人欣慰的是,3A5000的性能已经逐渐接近市场主流,计算能力可以与Intel相媲美。六年前的i5系列。 可比。
为了实现这一目标,龙芯中科已经走了20年。
2001年,在中国科学院计算技术研究所知识创新工程下,龙芯课题组正式成立。 仅仅一年后,“龙芯一号”诞生了。
随着“龙芯一号”的诞生,中国芯片产业重新吹响了进攻的号角。 与此同时,上海高性能集成电路设计中心的“神威”、国防科技大学的“飞腾”相继启动。 国产芯片首次迎来欣欣向荣的局面。
在全行业的期待下ip形象,龙芯研究组不负众望,于2004年推出了“龙芯二号”,当时的性能已经可以与英特尔1999年发布的奔腾III相媲美,与国内的差距芯片和国际芯片是肉眼可见的。 可见速度已接近。
但国产芯片的短板也开始逐渐暴露出来。
正如胡伟武所说:生产流程是一条腿,指挥系统是另一条腿。 虽然生产工艺得到了提升,但芯片产业的基础,即最基本的芯片架构、芯片IP、CPU指令集等,仍然受到硅谷几家大公司的限制。
这就好比,虽然你学会了一道菜,虽然味道越来越好,但这道菜的菜谱毕竟是别人的。
创造“菜谱”的重担自然就落到了龙芯中科的肩上。 自此,龙芯中科踏上了长达十多年的漫漫“长征”。
LoongArch架构的推出,是龙芯中科对十余年积累的最好回答。
在LoongArch推出之前,国内CPU企业大多依赖国外架构。 例如,海思和Phytium使用ARM许可证,海光和兆芯使用X86许可证芯片ip授权费用一般多少,中科院也购买了MIPS许可证。
然而,随着技术的更新迭代,旧的指令集在不断叠加中变得臃肿,开始无法满足市场的需求,在别人的“地基”上盖房子,无论有多漂亮是的,这仍然是空中楼阁。
与市场上主流的X86和ARM架构相比,LoongArch最大的优势并不在于性能。
LoongArch诞生的最大意义在于商业版权的独立性。
早在龙芯3A5000推出之前,LoongArch指挥系统就已经通过了国内权威第三方机构中国电子信息产业发展研究院的知识产权评估。
评估过程中,基本确定LoongArch命令系统符合原有标准,是区别于目前流行的ALPHA、ARM、MIPS、POWER、RISC-V、X86的全新命令系统设计。市场。
LoongArch能通过“重复检查”意味着什么? 这意味着,从现在开始,中国真正拥有了自己的芯片架构,距离摆脱“卡脖子”手又近了一步。
此外,长期坚持CPU核心自主研发也是龙芯中科的特色之一。 在新招股书中,龙芯中科还透露,龙芯自主研发了GPU核心、内存控制器、PHY等数百个IP。
设计一个高复杂度的CPU芯片是非常复杂的,它由很多IP组成,包括CPU、GPU、内存控制器、IO接口控制器、高速SRAM、高速接口、锁相等核心IP环形。
对于集成电路从业者来说,GPU、内存接口等IP核是极其困难的领域。 没有5-10年经验的积累,基本上是不可能做到的。
受商业授权的限制,国内芯片设计公司每年不得不花高价购买GPU核、内存接口、IP核等架构的授权。 单次使用的报价基本都是100万美元起。
对此,龙芯中科的战略和决策无疑非常具有前瞻性和战略性。
十多年前,当所有芯片公司都致力于打造芯片制造工艺时,只有龙芯中科坚守初心,坚持在芯片架构领域深耕,正如胡伟武所说:
“打造独立的信息技术体系和产业生态的道路并不好走,但扫清之后,未来是光明的。”
龙芯中科也用行动证明,他们不仅有这个实力,而且真的做到了。
展望未来,巨龙腾飞
但正如任正非所说:华为之所以能够生存下来,不是荣誉感,而是危机感。
在高端技术领域,龙芯中科虽然开辟了一条新路,但挑战与机遇并存无穷。
在谈到龙芯中科的战略规划和中国芯片产业的未来时,胡伟武表示:
“什么是解决方案?像电脑、手机这样的大生态系统就是一个大解决方案,所以我们必须建立自己的生态系统,否则这个行业将永远掌握在别人手中。”
在紧跟前沿技术的同时,如何基于LoongArch架构打造新的行业生态,成为龙芯面临的首要问题。
LoongArch的最大优势在于,在整个设计和生产过程中,最大程度地实现了“本土化”。 芯片内所有功能模块均由龙芯中科自主设计。
包括CPU核心、片上互连总线、DDR4内存控制器以及各种IO接口模块的所有源代码,除了流片厂家提供的基础设计环境外,龙芯3A5000几乎没有使用任何第三方技术。
在工艺选择上,龙芯中科一直比较保守。 2021年推出的最新3A5000处理器采用12/14nm工艺节点。
之前的3A4000采用的是成熟的28nm工艺,目前还没有看到7nm工艺节点的产品。
与国际尖端技术水平相比,龙芯中科确实有一定差距,但就中国芯片产业现状而言,其实龙芯中科的“深思熟虑”并不一定是坏事。
就国内市场而言,目前的14nm-28nm工艺可以满足我国大部分信息应用场景的需求。
作为我国自主研发的芯片架构,LoongArch提供的安全性可以极大满足国家职能部门的保密需求。
同样,由于LoongArch对数据安全的保障,精准切入业务痛点,已成功在银行、通信行业领域实现商用,并与中国移动、中国移动等企业建立了密切的合作关系。民生银行.
截至目前,国内已有近百家厂商推出了数百款基于LoongArch的生态产品芯片ip授权费用一般多少,如龙芯桌面、服务器、网络安全、密码等。
2020年以来,龙芯中科牵头成立“龙芯生态适应服务产业联盟”,吸引了70余家适应中心及相关机构加入,形成了覆盖全国的适应服务联动体系。
在后续发展中,龙芯中国科协致力于在国际上建立LoongArch分支机构,同时组建LoongArch联盟,逐步向公众免费开放LoongArch指令集。
此外,龙芯中科还计划开放部分处理器的全部IP核实现代码,并以最大程度的开放性打造LoongArch生态联盟,吸引志同道合的合作伙伴加入,共同打造基于LoongArch的独立生态。
“科技自立、自强”是国家“十四五”规划的重要战略。 通过不断的技术突破和生态打造,我国CPU产业的独立自主是可以完全实现的。
在正和岛专访中,胡伟武还提到,虽然龙芯5000系列实现了里程碑式的跨越,但龙芯中科不会因此而止步。 6000系列将于今年或明年推出。 在新系列中,龙芯中科将尝试引入国际前沿的7纳米工艺。
“当我们完全取消进口功能时,就没有人会再使用英特尔了。”
作为行业的先行者和领导者,龙芯中科未来的路还很长。 我们期待未来龙芯中科能够尽快为我们带来一个全新的、自主的国产CPU生态领域。
同时,也期待“龙芯”系列能够尽快投入商用市场,实现国内芯片产业的完整闭环。
未来还很长,让我们拭目以待!
排版| 于新峰
主编| 主编| 孙运光
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