奇怪!龙芯新一代处理器为何主动降低主频?

2015-08-19 11:13:24来源: 驱动之家
作为国产CPU的代表,龙芯一路走来,备受业界关注,也争议不断。

8月18日,龙芯发布了新一代处理器及其相关产品,包括龙芯自主指令系统LoongISA,龙芯新一代处理器微结构GS464E,新一代处理器龙芯3A2000、龙芯3B2000,以及龙芯基础软硬件标准和社区版操作系统LOONGNIX。这次龙芯的最新发布具有什么意义呢?又有哪些看点和槽点?

笔者认为,最大看点在于,龙芯新一代处理器微架构的发布;最大槽点则在于,龙芯基于此的新一代处理器主动降低了CPU主频。单单分析这两方面,就可以看出龙芯的拐点已来。

1、“爬北坡”的国产化

纵观中国国产芯片,可以分为三大类:以龙芯、申威为代表的自主研发系列,它们的市场路径是从军工、政府部门入手由内而外市场化发展;华为和国防科大学为代表的基于ARM知识产权架构的自主研发,华为的手机消费级与国防科大的服务器企业级形成了两级布局;以IBM openpower为代表的知识产权的授权和兼容,合作企业的市场路径是从市场化的行业企业客户出发由外向内进入重要领域。

从处理器架构来看,wintel体系,ARM+安卓体系,openpower体系,只有龙芯选择了MIPS架构。

以上可以总结为两个词——自主研发、架构独特。如果说将处理器国产化比喻成珠穆朗玛峰的攀登路径,那么无疑龙芯选择了最难的北坡。

如此多的国产处理器路径,龙芯强调的是:虽然自主是安全的基础,但自主不等于安全可控。言下之意就是,针对引进、消化、吸收再创新的其他路径,这是一个过程,在没有拥有自己的处理器研发能力之前,尤其是引进阶段“就不要总拿安全说事”。

2、主动降频,先活下来

虽然龙芯抱着“不达目的决不罢休”的情怀,但艰难的珠峰北坡之旅,首先需要的是活下来。

但是以前的龙芯不明白,走过了很多坑。其中,最大的坑要数一味追求处理器的主频提升,忘记了处理器商用需要的计算、访问存储、I/O等综合指标的平衡。

龙芯从2010年开始市场化转型以来,致力于将中科院计算所研制的芯片“样品”转变成“产品”。毕竟龙芯3A1000/3B1500是计算所科研经费支持的,它成为龙芯第一代处理器。虽然它在部分指标,比如3B1500浮点峰值具有世界先进水平,但通用事务处理能力较弱。具体什么意思呢?

就是说,在CPU主频上龙芯与国外处理器仅仅相差1-2倍,但是性能效率却相差高达10-20倍,这是巨大的数量级差异。如果不能改进综合指标,一味提高主频只能带来能耗的大幅提升,却无法换来实际效率的提升。

龙芯终于想通了。这次,它主动降频。

以前发布的处理器主频可以达到8核1.2G,而8月18日发布的新一代处理器“龙芯3A2000”“龙芯3B2000”主频重新降回1G。龙芯意识到,要想活下来,先提高效率(投入低、收益大)再提高频率,这样可以发展基础软件适配和优化,设计新一代处理器微架构。

3、新一代微架构与生态圈

这就是龙芯的第二代处理器微架构GS464E。

据悉,虽然龙芯主频回落,但据龙芯资料显示:与第一代微架构的龙芯处理器先比,最新发布的处理器在实测访存性能提升10-20倍,实测I/O性能提升3-5倍。龙芯的总设计师胡伟武表示,在性能指标上,第一代即原GS464微架构与AMD K8、Intel P4、IBM power4等可比,而目前的第二代GS464E微架构怎可比肩AMD Steamroller、Intel Ivy Bridge、IBM power7,这些可谓是目前市场上较为主流的芯片微架构。据悉,基于新一代微架构的处理器今年4月流片成功并开始提供样片,2016年可实现完成量产。

此外,处理器整体性能的提升,自主指令系统LoongISA和社区版操作系统LOONGNIX的发布,都加深了龙芯在行业应用上的适配和优化。虽然龙芯在主频性能、处理器制程等方面仍落后于国外处理器,但是它的综合性能已经可以在行业市场进行推广,而且除了计算,也打开思路开始在安全、存储、工业、网络等领域作为国产处理器提供给整机企业。

笔者发现,国产自主可控产业链的多家重量级合作伙伴前来为龙芯站台,中科曙光、航天科工、同方计算机、浪潮超越、山西百信、东软集团、锐捷网络、研华中国等品牌企业都一同展示了基于龙芯最新处理器的高性能服务器、安全计算机、笔记本、加固平板、高性能防火墙、千兆网络交换机、高性能工控模块等产品,国产自主可控产业链初现。

4、备受争议与体制创新

胡伟武的一句话也点出龙芯此次发布的不同:从成果发布到产品发布。言下之意就是,以前龙芯的是成果发布,即任何单点突破都可以称为成果,而现在的龙芯是产品发布,这意味着作为商用考虑到实际平衡需求,首先需要把短板补齐。

其实,2011年以前,龙芯的合作伙伴多是央企,而之后民营企业如研华、百信等开始和龙芯战略合作。又联系到龙芯为何主动降频,龙芯的商用化拐点似乎初现端倪。

为什么龙芯突然想通了?笔者认为,除了技术之外,最根源的因素还在于体质的创新。

纵观龙芯几年的发展,可以分为三个阶段:

积累期(天使):2001年在计算所开始研制龙芯CPU,在中科院、863、973、NSFC、核高基重大专项支持下,完成了9年的技术积累。

创业期(VC):2010年龙芯团队转型成立公司,正式走向产业化。中关村自主创新示范园通过“先行先试”政策的龙芯团队股份鼓励,形成了安全应用、通用计算机,嵌入式应用三大市场方向。

发展期(PE):2014年龙芯中科进入高速发展期,鼎晖资本甚至加入龙芯。在多个领域龙芯通过产业链到达最终用户,下游客户中基于龙芯的研发人员超过万人,2013年芯片销售量超过1.8万片2014年35万片。

在创业期,国家项目是“天使投资人”,龙芯更注重技术突破和成果汇报,而没有将商用提到议事日程,这是具有浓浓的学院派风格的。而在现在的高速发展期,尤其是商业资本的加盟之后,龙芯开始像真正的企业一样开始考虑生存问题,用户实际需求问题,这时它的研发则开始更多地开始思考产品定位,追求市场导向。

因此,主动降低处理器主频既是槽点也是亮点,它或许就是龙芯商业化的拐点。

关键字:龙芯

编辑:刘燚 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/xfdz/2015/0819/article_44330.html
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