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芯片限制「連根拔起」?倪光南擔心的情況發生了

2024-07-22財經

導語

芯片的架構在芯片設計中占據重要性,既能影響到芯片的效能和功耗,還能決定芯片能否從原始的設計中適配出相應的功能。

目前在市面上流通的芯片架構主要有硬體架構和軟體架構,無論是哪種架構都能影響到芯片的表現,也能影響到後續使用中該芯片所能適配的功能。

但最近的政策調整讓芯片設計廠商迫切的感受到了自研的空間被「縮小」了,原本以為是自己的芯片可以獨擋一面了,可如今要是不買外部的架構,自己的芯片設計上就不可能有很大的發展空間。

面對著這種情況,曾經擔心的人中就有我們國家芯片的「奠基人」之一——倪光南,於是國產的芯片設計廠商們就開始為自研的架構布局加速了。

芯片的架構和效能。

我們所說的芯片架構,即指的是芯片的硬體架構和軟體架構。

硬體架構,就是芯片的設計方案和元件,而軟體架構則是將硬體架構轉換為機器碼,亦或者是能使電腦運轉的指令集。

硬體架構和軟體架構兩者之間的關系可以用一種比較貼切的比喻來表示,就是硬體架構就好比是房屋的裝修,而軟體架構則就好比是「家具擺設」,這兩者之間的關系就是家具擺設要和房屋的裝修相互適配,否則家具擺設就無法使用。

同樣的適用於硬體架構和軟體架構之間的關系,軟體架構的設計必須符合硬體架構的規範,這樣軟體的指令集才能夠被硬體所理解,當軟體要使用硬體的時候,就需要軟體「下發」指令,硬體就可以根據指令來執行相應的操作。

就如同家具擺設要和房屋的裝修相互適配一樣,硬體架構接受軟體架構的指令後,才能夠執行出軟體想要的操作,如果不能夠適配,那硬體就不能夠執行相應的軟體操作。

在市場上,最為常見的芯片架構就是ARM和X86了,無論是行動裝置、PC端還是伺服器,這兩者的市場占有率都是非常高的。

前者的ARM架構在行動裝置和伺服器領域非常普及,而後者的X86則在PC端領域使用非常廣泛,眾多優質的遊戲和軟體都需要X86的架構來執行。

在這樣高占有率的情況下,市面上除了這兩種架構,其他的都是小眾的架構了,而後來的一批國產芯片的主要架構都以X86為主。

盡管如此,但這不代表國產芯片就不比外國的芯片強,因為我們的國內生產的龍芯芯片使用的架構是自研的硬體架構—LoongArch。

硬體架構的自研與抗風險能力。

龍芯作為中國在芯片設計方面的翹楚,當然也是最值得我們自豪的地方了,而作為「龍芯之父」的倪光南,在芯片設計方面可謂是功不可沒。

早在1998年的時候,倪光南教授就帶領團隊開始在國內研發自主的芯片,並且探索了20多年的時間,在芯片設計和研發方面更是有非常豐厚的經驗基礎。

不僅如此,由於倪光南教授是受益於國內外很多學習經歷成長起來的,在硬體研究方向上,他所帶領的團隊上下一心,一直都在研究適合國內市場的處理器架構。

隨著20多年的經驗,龍芯系列處理器已經有了定型的設計理念,而這也正是為什麽中國能夠在短短的時間內完成芯片的獨立設計和獨立生產。

LoongArch架構雖然在國內的普及率並不高,但是LoongArch架構卻在中國的高效能計算中走了一小步,但卻代表了硬體架構方面的一大跨越,這也是許多國內芯片設計企業引以為自豪的地方。

要知道,硬體架構就好比是芯片的「一號工程」,硬體架構的確定往後的一切就都能夠按照該架構來進行相應的設計。

沒有一個好的硬體架構,就無法繪制出後續開發的「地圖」,這樣就會讓芯片的開發變得「盲目」,很有可能走彎路,而且在架構方面需要進行很多次的修正和調整,從而也需要進行多次芯片的設計和打樣。

這樣不僅會耗費大量的時間,還會在芯片的制作上浪費大量的資金。

此外,硬體架構所包含的內容,不止是芯片效能等各方面能力,還有一個非常重要的方面就是商業版權。

架構尤為重要的一點就是它能夠牽扯到芯片設計的商業版權,架構的版權就好比是一種「保護傘」,只有擁有了這個「保護傘」,我們的芯片設計才有得到保障。

此外,還能比較好的防止盜用,在進行競爭的時候,自然就會比較有「優勢」,從而也能夠受益於此。

正是因為硬體架構的這幾方面的原因,所以硬體架構要想在國際上有一席之地是很困難的。

雖然中國的芯片設計的進步已經很大了,並且有著非常可喜的地方,但是在國際市場上,還是有一定的差距的。

因為國際市場上的利益格局已經比較硬化,我們的芯片剛剛在國內能夠站穩腳跟,但是在國際市場,我們的芯片面對的競爭對手是那些早已經站穩腳跟的大廠商,和他們相比,我們國家還是比較薄弱的。

當然,這並不代表我們不要去進行硬體架構的自研研究,相反,正是因為學問的在多年的研究積累起來的,更是在實踐中逐漸發展起來的,所以我們更應該在這個基礎上不斷的完善和深入研究。

因為需要時間去形成這方面的優勢,就像ARM所擁有的那樣,也正是由於這方面的經驗比較豐富,所以我們可以學習人家的經驗做法,然後逐漸打磨和深化。

自研架構的布局加快。

面對這個形式,我們的國內芯片設計企業不僅要加快腳步進行自研架構的研究外,還要加大力度。

因為以前只是軍民使用的範圍,而現在國內芯片企業從國產手機芯片、到國產PC芯片、再到國產伺服器,這這些領域都是使用的外部的架構,只有龍芯在國產高效能計算方面在逐漸的使用自研架構。

但相對來說,這還是為數不多的,龍芯所使用的自研架構是LoongArch,而且目前這種架構在龍芯的處理器中套用還不是很多,但倪光南也在提前做著準備,他的初衷就是不想讓國內的芯片設計企業過多的依賴於外部的架構,如果不斷的依賴外部的架構,那麽未來很有可能會受制於人。

正是出於此,所以才讓倪光南一直在加大自研架構的研究力度,同時讓國內其他的芯片設計企業也要加快了步伐。

畢竟在技術研發方面外國的技術人才也不會怠慢的,國內在這方面一直在追趕者別人的腳步,所以要加緊腳步搶占先機很有必要。

結語

國產芯片從采用國外的芯片到現在逐漸開始采用自研的芯片,這是一種好的趨勢,正是我們在不斷創新的過程中積累經驗,也在逐漸豐富我們的技術積累。

只有在這方面積累的越來越豐富,競爭力才會越來越強,這也是我們追求技術的方向。