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一文看懂国产CPU的“飞扬”之路!

来源:江南体育官网    发布时间:2023-07-11 03:13:36

  自上一年中美交易冲突以来,国产自主芯片则成为了当下最为抢手的论题,一同也成为了国产半导体工业的大势所趋。这也使得一些国产芯片厂商被推上了风口浪尖,国产CPU领军企业天津飞扬信息技能有限公司(以下简称“飞扬”)便是其间一家。

  2019年12月19日,飞扬在北京举办了主题为“同心筑生态,前路共飞扬”的首届生态同伴大会,招引了包含两院院士、业界专家、政府主管部门、职业协会、用户单位、软硬件厂商、系统集成商、媒体、金融机构在内的全国各地的参会代表合计2000余人参与,参会单位和企业逾越500家。足见工业界关于国产CPU代表厂商飞扬的注重。与此一同,飞扬还携手数十家厂商还在大会上发布和展现了近百款依据飞扬CPU的终端新品,展现了日益昌盛的飞扬生态。

  众所周知,在高端CPU商场,一向都是英特尔X86架构的全国。现在英特尔在服务器商场占比高达90%以上。而且得益于PC年代的Wintel联盟,英特尔的X86架构在PC及服务器商场具有着强壮的生态壁垒。

  在此布景之下,一向以来,我国在高端通用芯片高度也是严峻依托进口,尤其是CPU芯片,在PC和服务器范畴,国产厂商存在感很小,根本被世界大厂所独占。在此布景之下,要想完成国产CPU的自主,只三条道路。

  显着,这是最难的,也是不现实的。且不说能不能做出来,做出来功能究竟有多强,由于即便做出了好的CPU内核,没有生态,只要少量我国厂商自己玩,仍然仍是“废品”。

  这是最省力的方法,究竟可英特尔的X86架构在功能上有着很大的优势,起点高,而且还可以充沛同享英特尔在服务器和PC商场的生态。

  可是,X86架构是英特尔的知识产权,国产芯片厂商要做X86架构芯片,首要需求处理的便是X86技能授权的问题。关于英特尔来说,显着是不会乐意向我国大陆芯片厂商授权X86架构的,所幸的是AMD和台湾威盛都有着X86技能的授权。不过,依据英特尔最初与AMD、威盛的X86技能授权协议,他们均无权向第三方授权X86技能。因而,国产CPU厂商挑选与其树立合资公司来取得授权。

  比方2013年树立的上海兆芯(上海国资委部属上海联和出资有限公司与台湾威盛合资公司)就经过威盛取得了X86架构的授权(威盛很早就有X86架构授权)。此外,2016年树立的天津海光(AMD与我国天津海光先进技能出资有限公司的合资公司),经过AMD取得了X86架构和SoC IP,用于芯片开发。为此,AMD还取得了价值2.93亿美元的现金,包含特许权使用费 。

  可是,这种经过合资公司取得X86架构授权的方法,尽管见效快,可是仍然存在这一些“不可控”的要素,由于其技能来历始终是受制于合资的外资公司,而且技能的后续晋级也或许存在必定的难度。比方,本年6月,AMD就宣告其不再向我国公司(天津海光)授权其新的X86 IP产品。这也意味着天津海光后续的X86 CPU的严重晋级或许会遇到瓶颈。

  现在,全球闻名的开源的或许对外敞开授权的芯片架构首要有Arm、MIPS、ALPHA、SPARC、POWER、RISC-V等。挑选已有的开源的或许可授权的架构,则意味着无需从头做起,可以使用已有的敞开的生态,可以说这也是国产CPU的一个很好的挑选。

  需求指出的是,现在除了X86和Arm之外,其他的MIPS、ALPHA、SPARC、POWER、RISC-V架构在生态系统上都十分的懦弱。

  咱们可以看到,国产CPU厂商龙芯挑选的是MIPS架构,现在也做的不错,可是MIPS生态首要掩盖的仍是嵌入式商场,尽管龙芯也有PC和服务器产品,也进入了政府服务器收购目录,可是现在在国内PC和服务器商场的影响仍然十分有限。

  另一家国产CPU厂商申威则挑选的是ALPHA架构,现在在超算范畴成绩斐然。此前夺得全球超算榜首的“威风·太湖之光”超级核算机搭载的便是“申威26010”众核处理器。尽管申威也有推服务器产品,也进入了政府服务器收购目录,可是由于ALPHA架构生态单薄,现在申威的服务器产品在国内商场中的影响也适当有限。

  而飞扬一开端的时分,调查了SPARC、MIPS、ALPHA架构,这三种指令集架构都可以以极端低价的价格(听说SPARC的授权价只要99美元,ALPHA不要钱)取得授权,最终飞扬挑选了SPARC架构进行了CPU的研制。

  2006年,飞扬团队就研制成功了两代国产CPU,在要害范畴完成了规划化使用。“十一五”期间,在国家 “核高基”科技严重专项的支撑下,以FT-1000/FT-1000A和FT1500为代表的第三代飞扬CPU走向商业使用。但SPARC懦弱的生态系统却使得飞扬CPU在大规划商用进步展缓慢。

  飞扬总经理窦强告知芯智讯:“在Arm之前,咱们依据Sparc架构做过一代超算,也做过几代处理器,其时在做国产化推行的时分难度十分大。一个是芯片本身功能比较低,第二软件生态也比较差,所以其时推起来用户体会也十分的差,推进起来十分难。可是其时咱们也没有其他的可选,X86咱们没有路子,现在也还没有一个明晰的商业方式。Arm其时也只要32位的指令集。我国体量大,有必要迎头对立,竞赛,想逃避是逃避不了的。假如必定要有自己的IT工业,话语权更多,可以的挑选必定不多。”

  不过,这个状况在2012年呈现了改动。2012年,Arm正式推出了自己的榜首个64位指令集处理器架构ARMv8,期望进入服务器等新的范畴。尔后,飞扬很决断的抛弃了SPARC,拿了ARMv8指令集架构的授权,全面转向了Arm阵营。

  此外,还有一家挑选Arm指令集架构的国产CPU厂商——华为。华为很早也开端依据Arm系统打造从芯片到服务器的系列产品线。其时华为Arm架构服务器相关工业产品三类主线 系 列 CPU、鲲鹏系列Arm CPU 和泰山服务器。不过,华为首款依据ARMv8指令集架构自主规划的服务器芯片——鲲鹏920,直到本年才正式发布。

  得益于Arm在智能手机商场的强壮的生态的堆集,使得挑选Arm架构来做服务器,在生态上要比X86以外的架构要更好一些。可是依据Arm架构的服务器CPU开展也不是一往无前,想要打破X86的封闭,困难重重。

  首要,由于Arm芯片在服务器范畴功能的下风,使得其很难与中高端的X86服务器芯片竞赛。尽管在手机商场,低功耗、高能效是Arm成功的一个要害优势,可是在服务器芯片范畴,Arm的这个优势已不再显着。

  飞扬总经理窦强也表明,在服务器范畴,关于功能的要求更高。而在相同的核算才能的前提下,Arm功耗不必定比X86低。当然,从本钱视点来看,Arm比较X86仍然有着较大的优势。

  其次,在生态的建造上,比较经过多年深耕一片昌盛的X86生态来说,Arm生态的开展可谓是寸步难行。

  尽管像Applied Micro、三星、英伟达、博通、Marvell、高通、AMD、华芯通等等厂商此前都曾大力投入,但成果却并不抱负。上一年,高通更是抛弃了投入数年的Arm服务器芯片事务,而高通与贵州合资的Arm服务器芯片公司华芯通也于本年4月底封闭。一时刻,关于Arm服务器唱衰之声不绝于耳。

  不过,正如硬币都有双面相同,在一些厂商退出Arm服务器商场的一同,也有许多重生的力气加入了进来。

  2018年头,英特尔前总裁Rene James也创立了Arm服务器CPU公司Ampere,加入到与x86服务器的竞赛中来。2018年11月底,亚马逊正式推出Arm架构服务器芯片Graviton,用以下降对英特尔的依托。本年1月,华为发布了旗下首款依据ARMv8架构体自主规划的服务器芯片鲲鹏920。本年3月,富士通也从SPARC 架构系统转向了ARMv8 架构系统并推出全新的A64FX芯片,还在Arm架构中完成了新的可扩展矢量扩展。本年11月,Marvell的新一代Arm服务器CPU道路图被曝光,据称下一代功能将比现在的ThunderX2高两倍。本年12月初,亚马逊在“AWS re:invent”大会上又推出自主第二代依据Arm架构的服务器芯片Graviton2,其单核功能逾越了Intel至强铂金版。

  Arm服务器生态,从一片看衰,到忽然间的百家争鸣,这一切看似都来的那么的忽然,其实这其间有着许多的必定。

  首要,Arm在上一年发布了全新的针对服务器商场Neoverse架构处理器IP道路图,大幅的进步其在功能上的体现,而且后续每一代的途径功能都将会比上一代进步30%,此举进步Arm架构在服务器和根底设施范畴的竞赛力,也凸显了Arm关于服务器的注重程度,提振了Arm服务器阵营厂商的决心。

  其次,跟着Arm移动端的昌盛,以及云边协同的趋势,支撑Arm相关生态的底层系统和上层使用也逐步添加,三大 Linux 发行版(Ubuntu、Suse 和 Redhat)都现已直接有支撑Arm Server 的版别。

  第三,也是最为要害的是,在云端商场,跟着人工智能核算的开展,一个新的趋势和拐点现已呈现。

  跟着近年来数据的爆发式添加以及人工智能的鼓起,云端商场关于核算的需求也开端发生了巨大的改变,使得核算架构也开端发生了改变。由于CPU并不是AI核算的最佳载体,因而在云端的核算也开端逐步由原先的X86架构一统全国,转向了异构核算。

  比方在云端AI练习方面,此前比较多的会选用CPU+GPU的架构,现在也开端呈现CPU+专用的AI芯片集群;而在AI推理方面,更多的会挑选CPU+FPGA或许CPU+专用的云端AI芯片。跟着云端关于AI核算才能要求的不断进步,完全打破了原有的云端核算单纯依托CPU的局势。

  咱们可以看到,除了许多的AI芯片厂商纷繁推出了针对云端的AI芯片之外,一些云服务厂商也在纷繁推出针对云端的AI芯片。比方上一年7月,百度就发布了首款云端全功能AI芯片“昆仑”;上一年11月,亚马逊发布了首款云AI芯片Inferentia;本年9月,华为推出了针对云端的AI练习集群Atlas900;本年9月,阿里也发布了针对云端的声称全球最强的AI推理芯片的“含光800”。由于关于这些云服务厂商来说,他们更了解自己关于AI才能以及AI使用范畴的需求。在此布景之下,也使得云端关于原有的英特尔的服务器CPU的依托进一步弱化,Arm服务器CPU迎来了巨大的时机。

  另一方面,关于云服务厂商来说,在纷繁推出自己的云端AI芯片的一同,也在活跃的追求下降关于英特尔CPU的依托。华为、亚马逊推出自己的Arm服务器芯片便是例子。

  “只要头部的大的云服务厂商有才能也有资金来做自己的Arm服务器芯片,由于他们本身有着巨大的需求。另一方面,这也是他们用来制衡供货商的一个重要筹码。”在窦强看来:“云服务大厂开端推自己的Arm服务器芯片是功德,这有利于加速Arm服务器生态的昌盛。而且,关于更多的中小型云服务供给商及服务器厂商来说,他们并不具有自己做服务器芯片的研制才能和资金实力,这也成为了咱们这些Arm服务器芯片厂商的时机。”

  尽管前面提到了许多的Arm服务器芯片厂商,可是其间有退出者,也有新入局者,可是多年来一向坚持做Arm服务器芯片的“据守者”却并不多,而飞扬便是其间最为坚决的一家。自2014年推出首款Arm服务器芯片以来,至今5年多时刻曩昔了,飞扬的生态也现已初具规划。

  2014年4月,我国电子集团和天津滨海新区人民政府签署协作协议,将我国电子集团旗下飞扬CPU项目落户滨海新区。随后,2014年8月,天津飞扬信息技能有限公司正式树立,注册本钱6亿元。而在天津飞扬树立之时,飞扬榜首款兼容Arm指令集的CPU,FT-1500A就现已准备就绪。

  2014年10月,飞扬FT-1500A正式发布,各项功能指标都十分的超卓,引起了业界的极大注重。而从2012年ARMv8指令集正式推出,到FT-1500A的正式发布,飞扬只用大约三年的时刻,更何况飞扬仍是刚从SPARC架构转向了Arm。这也引发了其时外界的质疑,以为FT-1500A是直接用了Arm的IP核。

  “其实在2011年的时分,飞扬就现已开端了针对Arm架构的研讨,当2012年Arm 64位指令集正式推出之后,咱们就找到了Arm,期望做依据Arm架构的服务器CPU。由于Arm的生态十分的丰厚,授权方式也很明晰,不只有IP核授权,也有指令集架构授权。其时Arm也期望可以有芯片厂商可以协助他们进入服务器商场,所以两边一拍即合,咱们也顺畅的拿到了ARMv8指令集授权来开发自己的CPU。”窦强解提到。

  在转向Arm架构之后,飞扬的开展也开端了加速。在FT-1500A推出仅一年多之后,2016年5月,飞扬推出了首款64核处理器FT-2000,在功能指标上,达到了与英特尔的E5服务器芯片附近的水平。几个月之后,飞扬又推出了面向桌面及嵌入式范畴的双核CPU FT-2000A/2。别的,FT-2000尽管达到了可以比美世界干流CPU的功能,但一个CPU加八块存储扩展卡的整机构建本钱十分高,导致FT-2000的工业化之路并不顺畅。为了进一步地下降本钱,2017年3月,飞扬流片了优化晋级的FT-2000+。

  时隔两年多之后,本年9月飞扬推出了新一代的桌面级四核处理器FT-2000/4,集成4个飞扬自研处理器内核FTC663,选用16nm工艺流片,主频最高3.0GHz,支撑双通道DDR4-3000内存,典型功耗10W。芯片功能比较飞扬上一代桌面CPU进步了1倍,访存带宽进步了3倍,功耗下降三分之一。

  可所以说,FT-2000/4在 CPU 中心技能上完成了新打破,进一步缩小了与世界干流桌面 CPU 的功能距离,并在内置安全性方面具有独特立异。

  需求指出的是,尽管现在自主芯片现已成为了一个大趋势,可是,并不意味着只要是国产处理器就必定“安全”。我国工程院院士沈昌祥也指出,可信核算技能是一个系统和全体,需求各个环节进行支撑。当然,整个信息系统里,CPU处理器是其间最中心最根底的部件,因而更需求强化在安全方面的才能。

  在12月19日的飞扬生态协作同伴大会上,飞扬公司副总经理郭御风博士正式发布了PSPA 1.0规范,并发布该规范技能白皮书和相关技能规范。据介绍,PSPA是由飞扬界说的处理器安全架构规范,从CPU层面完成国产核算机系统的实质安全。

  郭御风表明,“曩昔由于咱们芯片和中心根底软件都是来自于国外,内部机制不透明的,咱们只能站在旁观者的视点来看它有没有干坏事,今日咱们现已从最根底的芯片做起了,怎么运作怎么作业的原理咱们都很清楚。自主CPU的研制对咱们内生安全供给了或许性。咱们的FT-2000/4进一步强化了在安全方面的才能,已全面支撑PSPA 1.0安全架构。现在我国可信核算系统的建造已走在世界前列,跟着PSPA规范的发布,飞扬将联手生态同伴打造安全可信的国产信息系统。”

  在12月19日的飞扬生态同伴大会上,飞扬发布了其现在国内生态同伴的数量状况。与上一年比较,本年飞扬在国内的生态同伴添加十分的大,比方OEM厂商就从上一年的9家添加到了本年的33家,ODM厂商有7家添加到了37家,嵌入式厂商由15家添加到了62家,网络通讯和安全厂商由10家添加到了26家,存储厂商由4家添加到了8家。也便是说,一年的时刻,飞扬硬件生态的协作同伴就添加了120多家。此外,新增整机规划410案,新增软件兼容认证客户数也达到了157家。足见飞扬生态开展之迅猛。

  值得注意的是,在此次的飞扬生态同伴大会上,数十家企业多家企业布上百款依据飞扬CPU的全新产品和系统。

  比方,长城、联想、浪潮、航天科工、同方、曙光、紫光恒越、逾越、攀升、电子六所等10家国内整机企业发布了依据FT-2000/4的核算机产品,长城、浪潮、中电金融发布了依据FT-2000/4的金融设备,紫光恒越、迈普、迪普、风云、奇安信、天冠、深服气、网御星云、绿盟科技等9家企业发布了依据飞扬芯片的网络安全产品。

  飞扬还同华迪、浪潮、华宇、东软、东华软件、万达信息、中电系统和我国软件8家国内领军集成商签署战略协作协议,一同推进飞扬CPU在国内更多范畴的使用。

  特别值得一提的是,在本次大会上,腾讯云宣告推出依据飞扬的全栈云途径系统,一同百度也宣告将其云端AI芯片“昆仑”正在与飞扬CPU进行适配。中兴也发布了依据飞扬CPU的全产品适配方案。

  别的,在大会同期的产品展现区域,更有多达120多家国内企业展现了依据飞扬CPU的老练产品和处理方案,产品形状之丰厚,使用范畴之广泛,让人眼花缭乱。

  “从现在飞扬的开展来看,其时挑选Arm,的确是最好的挑选。尽管现在像MIPS、POWER都敞开了,可是现在才敞开有点像是生态式微时的一种弥补,能起到的效果有限。比较之下,Arm一向是敞开的,生态也越来越昌盛,而且假如拿的是指令集架构授权,则更是可以把开展的主动权把握在自己手里。”窦强提到。

  1、在公司办理层面:飞扬正在进行企业混改和股份制变革,并方案打通跟本钱商场股权融资的途径,让更多的本钱可以顺畅的进入飞扬系统,协助飞扬更好的开展。

  本年6月,我国电子信息工业集团有限公司宣告将旗下我国振华电子集团有限公司持有的天津飞扬的21.46%股权以协议方法转让给我国长城,此外华多半导体有限公司也将其持有的13.54%的飞扬的股权转让给了我国长城。这也使得我国长城成为了飞扬的大股东,持股35%。

  不过,据飞扬总经理窦强向芯智讯泄漏,现在飞扬现已完成了团队持股的变革,团队将会持有10%的股份,下一年咱们还会引进其他的一些战略出资、财政出资,进一步优化股权结构。各大股东也支撑飞扬未来独立上市,由于做芯片对资金的需求量比较大,要加速开展,更是需求很多资金的支撑。

  2、在研制投入上:为了加速公司的开展,飞扬方案在未来5年内继续投入150亿以上用于芯片的研制、生态建造和区域客户的保证。

  3、在人才方面:企业的开展离不开人才,特别是在芯片范畴。为此,飞扬方案在2024年将团队的规划扩大到3000人以上。

  4、在技能和产品立异方面:飞扬将继续以世界领先水平为标杆,加速技能立异,一同以职业特征为牵引树立“按需定制”的流程。以生态同伴需求为导向,推进技能产品迭代。未来会以百万片供货为方针,进步产品交给才能,服务好的客户。

  5、在商场方面:飞扬期望在继续稳固政务、职业工作商场,稳步进步市占率,一同进一步开辟金融、通讯、动力、交通等职业事务商场,而且期望经过“一带一路”开辟世界商场。此外,窦强还表明,“2019年以及未来咱们遇到一个IT工业开展的史无前例的严重的机会,期望抓住机会完成快速开展,从小众商场到群众商场未来进入到更宽广阔众商场。”

  依据飞扬发布的营收方针,方案到2024年,公司营收将逾越100亿元。比较外界预期的飞扬本年10亿元的营收,添加了10倍。足见飞扬关于未来添加的决心。

  关于这一点,飞扬总经理窦强着重,“现在AI芯片很火爆,飞扬也有预研团队在盯梢最新的技能,咱们未来也会在CPU指令集上对各种AI算法愈加的友爱,可是咱们或许不会自己去做AI芯片。咱们仍是会倾向于和百度、云天励飞等AI芯片的协作同伴进行协作。当然这个协作方法,可所以芯片与芯片的对接,也可所以芯片和芯片做在一个芯片封装里,也可所以在芯片内部进行整合。咱们是十分敞开的,咱们会专心于把咱们自己的CPU做好,其他的会与协作同伴来一同协作共赢。”

  前面提到,本年华为也开端推出了依据ARMv8指令集自主规划的服务器芯片——鲲鹏920,进军服务器商场。那么关于飞扬来说,是怎么看待华为杀入呢?在会后的专访环节,芯智讯将这个问题抛给了飞扬总经理窦强。

  窦强表明,华为关于国产芯片工业的奉献的确很大,本年他还特意买了一些华为的产品以示支撑。

  “华为进入Arm服务器芯片商场是功德,不只可以对整个生态带来很大的奉献,一同关于客户来说,也有了更多的挑选。究竟现在的商场大部分仍是被英特尔所占有,多一些企业来一同昌盛Arm服务器生态,必定是功德。”

  不过,窦强也坦言,华为进入这个商场,也的确对飞扬等其他国产CPU厂商会带来了不小的压力,究竟华为本身的研制实力很强,在产品端和商场端的推进力也十分的强,未来咱们在商场上必定会有商场竞赛。但有竞赛并不是坏事,愈加能促进国产CPU的开展。

  “飞扬与华为是各有优势,各有特点,各自面对的难题也是不相同的。飞扬做的时刻比较久,在服务器芯片、安全技能的堆集上,飞扬有着更深的堆集。别的,在商业战略上,咱们是十分敞开的,会有更多协作同伴乐意与咱们协作,今日的大会就说明晰这一点。比较之下,华为笔直整合力度比较大,自上而下各个环节自己都会介入,对其他整机厂商来说会构成必定的壁垒。在产品上,咱们也在一向加大研制投入,很快也会推出更有竞赛力的产品。比方华为的鲲鹏920,功能的确要比飞扬的现在产品要强,不过他们是本年的7nm工艺,咱们的是2017年的16nm工艺。咱们现在也在进行新品的研制,下一年会有新一代的服务器CPU出来,功能愈加强壮。在竞赛中进步国产CPU的水平缓实力,这正是广阔用户期望看到的,咱们也勇于直面这种竞赛。”窦强很有决心的提到。

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