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國產CPU急流勇進

2021-01-07
來源:與非網
關鍵詞: 國產CPU 英特爾 AMD

  2020年,CPU處理器市場可謂硝煙四起。

  一邊是英特爾推出全新第十代酷睿系列處理器,一時風頭無兩;另一邊,AMD先后推出銳龍3000XT和銳龍5000系列處理器,奪下兩大桂冠。

  在英特爾和AMD的激烈競爭之下,國產CPU也正悄然崛起,在被國際巨頭肆虐的本土市場上逐漸生根發(fā)芽。

  中國半導體行業(yè)協(xié)會副理事長魏少軍曾公開表示,當前國產通用CPU處理器盡管與世界最先進水平相比仍有一些差距,但已從十年前“基本不可用”發(fā)展到今天“完全可用”,國產CPU應用開始從專用領域轉向公開市場,邁出了具有里程碑意義的重要一步。

  在此大環(huán)境和趨勢下,飛騰公司近日召開“2020飛騰生態(tài)伙伴大會”。作為國內領先的自主CPU芯片提供商,飛騰公司堅持核心技術自主創(chuàng)新,產業(yè)生態(tài)開放聯合的發(fā)展理念,不斷完善產品譜系,攜手上下游廠商構建起龐大、開放、活躍的產業(yè)生態(tài)。與國產CPU發(fā)展步調相輔相成。

  飛騰公司的生態(tài)進展與規(guī)劃

  生態(tài)布局

  大會上,飛騰公司總經理竇強分享了2020年飛騰CPU的生態(tài)建設和應用成果。截止目前,飛騰合作伙伴數量約超過1600 家(包括集成商合作伙伴246家、硬件合作伙伴516家、軟件合作伙伴851家),整機形態(tài)日益豐富,應用領域持續(xù)拓展。

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  同時加速發(fā)力協(xié)同優(yōu)化,推動軟件認證適配,攜手生態(tài)伙伴發(fā)布了 90 余個行業(yè)聯合解決方案,覆蓋電信、金融、能源、交通、醫(yī)療、數字城市、工業(yè)制造等行業(yè)領域,同時耦合云計算、大數據、5G、AI、區(qū)塊鏈等技術方向,給行業(yè)信息化建設快速發(fā)展提供“芯”動能。

  飛騰公司副總經理張承義向與非網等媒體指出,飛騰生態(tài)大會的意義一方面在于打破外界對于公司自成體系、排外的固有印象與生態(tài)困境;另一方面,在堅持自主創(chuàng)新、開放聯合的方針下,加強技術提升與生態(tài)建設,拓寬“朋友圈”。

  在良好的產業(yè)生態(tài)環(huán)境和上下游生態(tài)伙伴的通力合作下,飛騰公司2020年芯片銷量超150萬片,全年營收超13億元,取得了較快發(fā)展。其中,由于終端類產品規(guī)模較大,桌面CPU銷量約占其中8成,主要應用于黨政辦公系統(tǒng)、重點行業(yè)業(yè)務系統(tǒng)、云計算、大數據以及金融、能源和軌道交通等關系到國家安全和國計民生的重要領域。

  未來,飛騰將圍繞9個戰(zhàn)略性行業(yè)的部分合作伙伴,支持其產品開發(fā)和軟硬件適配與優(yōu)化,推動行業(yè)聯合解決方案加速落地,助力客戶取得商業(yè)成功。

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  此外,飛騰也在發(fā)力校企合作和技術人才培養(yǎng),正式發(fā)布了飛騰培訓認證體系,與西安交通大學、湖南大學、電子科技大學、天津大學等11所高校的15個項目已經簽約。面向政府部委機關、行業(yè)用戶、行業(yè)協(xié)會、集成商、整機商、板卡廠商等企事業(yè)伙伴共育人才,共同構筑信息人才的全新生態(tài)。

  三大產品線迭代升級

  2020年,飛騰公司對三大產品譜系(高性能服務器 CPU、高效能桌面 CPU、高端嵌入式 CPU)進行了全面的品牌升級,形成了騰云S系列、騰銳D系列、騰瓏E系列,產品研發(fā)基于這三大產品線不斷迭代升級。

  大會期間,飛騰發(fā)布了新一代桌面處理器芯片騰銳D2000。飛騰公司副總經理郭御風介紹,騰銳D2000集成8個飛騰自主研發(fā)的高性能處理器內核FTC663,兼容64位Armv8指令集,主頻2.3-2.6GHz,TDP功耗25W,支持飛騰自主定義的處理器安全架構標準PSPA I.0,滿足更復雜應8用場景下對性能和安全可信的需求。

  相比上一代產品,騰銳D2000性能大幅提升,可與上一代產品 FT-2000/4 管腳兼容,客戶可以實現現有系統(tǒng)的原位拔插代換,無縫兼容;SPECint分值為97.45,接近原來的2倍?;隍v銳D2000的臺式機、筆記本、一體機、工控機、網安設備等各類型終端產品將于2021年第1季度陸續(xù)上市。

  在高性能服務器CPU部分,飛騰在2020年下半年推出了騰云S2500系列服務器CPU,相比上代產品性能大幅躍升,兼具高可擴展、高性能、高安全、高可靠、高能效五大核心能力,目前已被國內諸多廠商所采用。

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  據竇強介紹,下一代服務器CPU將基于全新的FTC860核心,采用Armv8.2+架構。新架構將內存支持升級到DDR5,并拓展到16個通道,支持內存校驗糾錯,還有最多64路PCIe 5.0,安全方面支持PSPA 1.0架構。與S2500相比,新一代的服務器CPU在單核性能上將有50%的提升,芯片計算性能提升1倍以上,訪存性能提升60%以上,芯片I/O性能提升15倍。

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  在嵌入式CPU方面,竇強表示,下一代嵌入式CPU將會采用柔性體系架構,即兼顧性能和功耗的大小核設計,接口豐富的高集成SoC,差異化的配置和多形態(tài)的封裝,適配多場景應用?;谌嵝泽w系架構,打造四核、雙核、單核版三種規(guī)格產品,來滿足包括電力、軌交、云終端及工業(yè)控制等多種場景需求。

  除了產品更新以外,從飛騰下一步規(guī)劃來看,公司還計劃推出第一代桌面平臺化解決方案——洞庭平臺。據介紹,該平臺將支持包括騰銳D系列芯片(桌面CPU)以及飛騰套片x100在內的產品。張承義表示,洞庭平臺可以為客戶提供集成度更高,可靠性更高,成本更低的解決方案,同時加快開發(fā)進度,提升國產化率。

  展望

  回看當下CPU市場,經過多年鏖戰(zhàn)的英特爾和AMD等行業(yè)巨頭早已鑄就了高護城河,國產CPU一邊踉蹌前行,一邊重振旗鼓。

  在芯片自主浪潮下,展望2021年,飛騰公司將進一步加大產品研發(fā)、生態(tài)建設力度,通過技術創(chuàng)新賦能行業(yè)發(fā)展。預計全年人員規(guī)模將突破1200人,研發(fā)投入突破7億元,芯片交付量超200萬片,全年營收超20億元。

  架構之“爭”

  了解完飛騰市場進展和規(guī)劃之后,我們不妨再來看一下CPU架構方面。

  CPU是電子設備的運算和控制核心,負責指令讀取、譯碼與執(zhí)行。指令集是CPU處理指令及數據的規(guī)范,可分為復雜指令集(CISC)與精簡指令集(RISC),前者以x86架構為主,后者涉及Arm、MIPS、Alpha、Power等架構。隨著市場的演進,目前x86、Arm成為主流的兩種架構。

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  圖源 | Toptal

  關于CPU架構的發(fā)展歷程和現狀,張承義在采訪中分析了CPU架構從“蠻荒時代”到“戰(zhàn)國時代”再到“寡頭時代”的發(fā)展過程。

  2009年以來,x86逐步領跑通用CPU(桌面與服務器CPU)市場,規(guī)模優(yōu)勢相較于Non-x86不斷擴大。十多年來,不少“鼓吹”Arm服務器CPU的廠商,高通、博通、AMD、華芯通等先后鎩羽而歸。根據Gartner的數據,2019年,全球x86服務器出貨量和銷售額分別為1249.7萬臺和693.6億美元,遠超其它架構。

  不過,近年來隨著移動互聯網的發(fā)展,Arm架構迎來發(fā)展良機。Arm架構CPU的應用始于低功耗、計算量小的移動場景,憑借低能耗、靈活性高等優(yōu)勢逐漸在移動端、IoT側占據市場及技術優(yōu)勢。

  Arm陣營動作頻頻,Arm與x86在通用CPU市場展開競爭。以飛騰為代表的國內Arm架構陣營能否突出重圍?張承義認為,架構的演進存在時代性和偶然性,是否契合歷史機遇與計算變革是其能否脫穎而出的重要原因。

  從上述Arm陣營廠商的“前車之鑒”以及Marvell不久前“放棄”Arm服務器芯片計劃的行業(yè)動態(tài)不難發(fā)現,Arm服務器CPU單純走商業(yè)市場的路子行不通,以定制化產品和角度切入細分市場是較為可能的出路。

  在本屆大會當中,飛騰聯合了中國長城、浪潮、同方、曙光、中興通訊等15家國內廠商發(fā)布了基于騰云S2500的多路服務器產品群。高性能服務器CPU騰云S2500明年預計迎來爆發(fā)期,有望帶來服務器CPU的增長。

  桌面CPU領域,蘋果攜Arm架構的M1芯片高調而來。暫且不討論蘋果進攻桌面端的野心,站在Arm和x86的競爭角度來看,蘋果此舉無疑對Arm來說是一個好消息,M1芯片的發(fā)布將會吸引更多的人,將開發(fā)人員從x86轉移到Arm,其他Arm陣營處理器廠商無疑也會受到鼓舞,去推出相關的Arm處理器產品。

  飛騰新發(fā)布的桌面處理器芯片騰銳D2000,將搭載在臺式機、筆記本、一體機、工控機、網安設備等各類型終端產品,于明年陸續(xù)上市,持續(xù)助推Arm生態(tài)。

  根據IDC最近報告顯示,Arm在當今的數據中心和云市場仍只占很小的一部分,收入基礎尚小。但近幾年Arm架構發(fā)展迅速,從移動端向桌面和服務器領域進軍,同時在行業(yè)廠商的推動下,逐漸在“利基市場”中嶄露頭角。

  飛騰作為一家基于Arm指令集架構進行自主研發(fā)的國產CPU代表企業(yè),秉持開放、合作、共贏的方針,聚焦主營芯片業(yè)務,提出未來5年投資10億元的“共飛騰”生態(tài)支持計劃,支撐生態(tài)伙伴做好整機、軟件、集成業(yè)務,協(xié)調發(fā)展,與生態(tài)伙伴實現共贏。

  另一方面,x86和Arm之外,RISC-V架構憑借開源和靈活性吸引了一些行業(yè)公司的目光。其優(yōu)勢顯而易見:(1)設計優(yōu)勢,能夠降低芯片研發(fā)的門檻;(2)市場優(yōu)勢,RISC-V適合眾多市場發(fā)展;(3)管理優(yōu)勢,有利于規(guī)避政策管制等影響因素;(4)大家都從零開始,沒有歷史包袱;

  但優(yōu)勢背后依舊困難重重,張承義認為,RISC-V對于芯片設計廠商在初期成本方面確實有一些優(yōu)勢,但在生態(tài)系統(tǒng)上尚難以提供完整的支持,花在后續(xù)生態(tài)建設上的成本還會在一定程度上抵消早期的成本優(yōu)勢。目前在國產通用CPU市場,RISC-V幾乎沒有份額。

  可見,其問題并不在于CPU設計層面的指令技術等技術上的障礙,更多的是來自生態(tài)和商業(yè)模式上的限制,即如何解決產業(yè)鏈企業(yè)盈利的難題,如何搭建完善的行業(yè)生態(tài)體系,都是擺在RISC-V面前的挑戰(zhàn)。

  因此,從一些對生態(tài)系統(tǒng)的成熟度和統(tǒng)一性要求不高的應用領域(弱生態(tài)領域)逐漸移植和積累是RISC-V應該重點發(fā)力的領域。

  寫在最后

  從許多年前那個CPU“群雄爭霸”的年代,到英特爾獨步武林,再到Arm順勢而起,近年來RISC-V應勢而生,時代際遇、技術變革、市場策略,無一不決定著架構路線的興衰起落。

  技術問題向來不是阻礙其發(fā)展的主要障礙,Arm架構、x86架構這么多年來之所以在各自優(yōu)勢領域里長期保持領先,源于已經建立起了完整的生態(tài),生態(tài)內的企業(yè)和產品圍繞架構來進行整合。

  2021年,隨著產業(yè)政策的不斷加碼,期待國產CPU能夠趁“勢”直追,開枝散葉。


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