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科工力量:性能接近国际巨头后,龙芯将迎来什么?
Chiplet有利有弊 不宜神化
有文章认为:由于地缘政治的影响,中国的半导体行业受到了种种限制,尤其是开发自主知识产权的关键芯片(如国产CPU,或者之后有可能受到影响的其他高性能计算芯片)的公司难以使用最先进的半导体工艺节点。
另一方面,中国的半导体fab同样由于受到地缘政治的影响,难以快速追赶全球最先进的工艺节点,而目前只能主要生产成熟工艺节点(如28nm),或者是介于成熟工艺和先进工艺之间的工艺节点(例如SMIC今年刚开始大规模量产14nm,未来几年可望做到10nm以下)。即使是介于成熟工艺和先进工艺之间的工艺节点,也会存在良率较低等问题,需要时间来解决。
在这样的情况下,国产自主知识产权芯片在受到地缘政治影响下只能使用较落后的工艺节点,那么使用Chiplet这样的高级封装技术就成为了突破工艺限制,或者说至少减少工艺对于芯片影响的一种重要技术。
铁流认为,以上观点总体是没问题的,但不宜将Chiplet神化,毕竟封装也是存在成本和良率问题,关键还是要看需求和场景。
当下,龙芯的最大短板是软件生态,其次是制造工艺。就工艺而言,一方面是龙芯钱少,不可能和苹果、高通这些巨无霸去抢台积电最尖端工艺,何况当下台积电尖端工艺还存在政治风险。正是因此,龙芯在制造工艺的选择上往往是偏保守,基本与境内晶圆厂的最佳制造工艺同步,而弥补工艺差距的方式就是采用Chiplet技术。Chiplet是一种封装技术,在制造工艺与台积电有差距的情况下,可以通过使用先进封装技术来弥补不足。
Chiplet技术并非是横空出世的新技术,过去,AMD的64核和128核就是将8核的芯片和IO桥片封装在一起的,这其实就是运用Chiplet构建多核和SoC主流的技术。Chiplet最大的优势是降低成本和提升芯片集成度,可以使12nm芯片在集成度上媲美7nm芯片。由于片内互联效率大幅高于片外互联,将原来的板载芯片集成进来以后,可以大幅提升互联速度。此外,Chiplet还可以实现不同制造工艺芯片的“混搭”,比如关键模块采用14nm工艺,次要模块采用28nm工艺,然后封装到一起,这种SoC的性能和真正的14nm芯片相差无几,但成本将低于14nm芯片,在性价比方面会更有优势。
目前,龙芯的技术还属于2D水平,其实并不算多强,现在主流已经开始向2.5D和3D发展。龙芯3D5000之所以没上2.5D,主要是因为就目前龙芯的互联速度,2D版本就足够了,后续接口到16Gbps了就会采用2.5D。
必须说明的是,不宜把Chiplet神化,因为封装也有成本的,还有良率的问题,也不是封得越多越好。关键还是看需求,Chiplet对服务器芯片有利,普通芯片盲目封装没太多好处。
展望未来
就性能而言,3A5000应对日常使用和单位办公已经是性能过剩了,3A6000则是进一步性能过剩,7000系列CPU则能进入商业市场竞争。对于龙芯而言,性能已经不是最大短板,软件生态和产业生态才是短板。
对此,龙芯措施是两手抓,一方面用二进制翻译兼容X86生态,另一方面推出自主编程框架。
以LATX来说,目前已经可以运行大量X86/Windows应用,预计还需要一年时间完善。以打印机来说,现在97%、98%以上的打印机龙芯不用迁移,可以直接用,这在X86和ARM上都没有做到,凡是windows有的驱动龙芯都能跑。还有少量的2%、3%的问题,将逐步解决,也就是说在X86和ARM平台上肯定很多打印机认不了,但在龙芯的平台上,可以保证100%的打印机都能识别。
自主CPU和操作系统的整机产品之所以需要无休止的迁移适配,主要是因为这些系统是不在自主平台上写的,现有的应用都是基于别人的编程框架编出来的,自主编程框架是自主操作的重要特征,目前国产操作系统都不是真正意义上的自主操作系统,只是开源操作系统的自主发行版,APP开发者使用的自主编程框架进行编程才能彻底解决无休止的适配问题,所以龙芯在明年争取推出自主编程框架。未来就像手机APP有苹果版和安卓版,未来电脑的系统有龙芯版和windows版,这样龙芯就有自己的生态了。
这个过程会非常漫长,也许5年,也许8年。软件生态建设就是一场持久战,只要坚持不懈,就能如同八年抗战赶走日本鬼子那样,构建成龙芯生态。
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