国产嵌入式芯片自主研发之路遇Zen 架构X86难题

2023-07-20

国产芯片的逆袭之路-海光芯片

说到芯片,那不得不说,是国人心中唯游永远的痛。痛到什么程度呢?可以说是继八年抗战和北方领土无法收回之后,最让人心痛的了。为什么这么说呢?因为进入21世纪之后,作为世界工厂的中国在世界范围内,可以说是一骑绝尘,笑傲江湖,尤其是西方世界整体增速放缓之后,更显示出了中国作为世界发动机的重要性。

然而,就在这个时候,美国给了中国当头一棒,让国人迅速认识到了自身的不足,那些虚假的繁荣终究是不稳定的。这就像一列高速行驶的列车突然被踩了刹车,车上的人差点没被甩飞出。

说到底,现在中国大部分的产业,是上层的产品,底层大部分还都是建立在美国和西方的技术之上的。而芯片就是底层中的底层,基础中的基础。

那么国产芯片现在处于一个什么样的状态呢?

为了让大家看得懂,看得明白,先开个小差,讲一讲芯片的分类。

芯片从架构上来分的话,可以分为x86架构和ARM架构。至于架构是什么意思,先不用管,姑且认为是芯片的一种分类方式就好了,就像魔兽争霸当中分为四个种族:人族、兽族、不死族和暗夜精灵一样,芯片也分为两大家族,x86架构以intel为首,ARM架构以高通、华为、苹果为代表。

这时候你肯定要问了,既然华为在ARM架构的芯片上都可以作为代表了,为啥还是被卡了脖子呢?那是因为ARM架构大家族和x86架构大家族不太一样,ARM架构的芯片厂商,无法做到上下游通吃,换句话说,一枚芯片的诞生从设计到制造再到封装,ARM架构的芯片是分开的,而x86架构的芯片是合在一起的。而华为的ARM架构芯片,华为只是设计厂商,其制造和封装都是由台积电来做,而台积电是一家台湾公司。这回关系理清了吧。

小差结束,接下来说说国产芯片现在的状态。

现在的国产芯片,有六大玩家:分别是龙芯、兆芯、申威、飞腾、鲲鹏、以及海光。可能听起来有点陌生,因为这些芯片都不是直接面向消费者的,就连芯片界的巨无霸Intel也并不是所有人都听过,人们所熟知的往往都是品牌整机电脑,比如联想、戴尔、惠普、华硕,甚至是小米等等,但其实,这些厂商只不过是组装厂而已,他们要组装一台电脑,芯片用的是Intel的,内存用的是金士顿的,硬盘用的是西部数据的,操作系统用的是微软的……总之,没听过,不代表没有名,在芯片被卡脖子之前,还没有几个人听过台积电呢,不过,现在好像也没几个人知道这么一家巨头。

那么说回到芯片,这6家国产芯片,每一家都有各自的优势与劣势。接下来就来分别盘一盘这6家芯片厂商。

先来说说海光芯片。

为什么先说海光呢?海光在所有的国产芯片当中,既不是最有名的,也不是出货量最大的,但是这个芯片却是最接近我们平时所使用的芯片的,因为海光的芯片使用的是x86架构。海光目前是中科曙光的子公司,其x86架构的授权是从AMD那里得到的。这里面再多插一句,服务器和电脑当指饥销中,所用的芯片基本上都是x86架构的,服务器当中的品牌机像戴尔、惠普、浪潮、华为、新华三、联想等等,都是采用x86架构的芯片,而品牌电脑当中的像联想、戴尔、惠普、华硕等等,基本上也都是采用x86架构的芯片,而x86架构的芯片当中,基本就只有两家厂商,一个是intel,另一个就是AMD。长期以来,AMD的市场份额只有Intel的一个零头,但是却一直以来屹立不倒。

那么海光既然取得了x86架构的授权,基本上可以等同于拿到了进入服务器和PC电脑领域大门的钥匙。再加上肢局它还是中科曙光的子公司,服务器市场天然的就有了保证。

然而事实却是,海光的日子并不是太好过,因为中美关系的持续恶化,海光芯片被列入了实体名单。这实体名单的威力不用我多说,大家也都懂得。所以,现在的海光也在负重前行。好在,信创项目正在如火如荼的进行着,海光能否将x86架构进行消化,后续的研发能否跟得上,相关的生态怎么建设,与各大服务器整机品牌厂商的合作是否顺利等等,这些都牵动着海光芯片的每一根神经。

但是不管怎么说,x86架构在服务器和PC机领域还是名副其实的老大,这也让海光有了些许的先发优势,再加上AMD的加持,未来的路,咱们拭目以待。

ARM 与 X86架构差别

X86是经典的CISC指令集,指令集复杂,功能多,串行执行,但是也意味着执行效率低下,但性价比突出,所以称为民用终端的主流处理器内置指令集。Intel和AMD的家用处理器都是X86指令集。以X86为代表的CISC,理论并发线程1-2条。 ARM是Advanced RISC Machine 的缩写。它的指令集比RISC还要精简。通常使用ARM架构处理器的机型,多为嵌入式或者便携机。主频通常不高,现在高通公司的ARM架构处理器有1.0GHz的,已经算相当高了。另外,ARM 7沿用冯·诺依曼结构;而从ARM 9以后,就都采用了哈佛结构。ARM的并发线程,理论上有4条左右,处理效率较X86高不少。

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