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芯片限制「连根拔起」?倪光南担心的情况发生了

2024-07-22财经

导语

芯片的架构在芯片设计中占据重要性,既能影响到芯片的性能和功耗,还能决定芯片能否从原始的设计中适配出相应的功能。

目前在市面上流通的芯片架构主要有硬件架构和软件架构,无论是哪种架构都能影响到芯片的表现,也能影响到后续使用中该芯片所能适配的功能。

但最近的政策调整让芯片设计厂商迫切的感受到了自研的空间被「缩小」了,原本以为是自己的芯片可以独挡一面了,可如今要是不买外部的架构,自己的芯片设计上就不可能有很大的发展空间。

面对着这种情况,曾经担心的人中就有我们国家芯片的「奠基人」之一——倪光南,于是国产的芯片设计厂商们就开始为自研的架构布局加速了。

芯片的架构和性能。

我们所说的芯片架构,即指的是芯片的硬件架构和软件架构。

硬件架构,就是芯片的设计方案和组件,而软件架构则是将硬件架构转换为机器码,亦或者是能使计算机运转的指令集。

硬件架构和软件架构两者之间的关系可以用一种比较贴切的比喻来表示,就是硬件架构就好比是房屋的装修,而软件架构则就好比是「家具摆设」,这两者之间的关系就是家具摆设要和房屋的装修相互适配,否则家具摆设就无法使用。

同样的适用于硬件架构和软件架构之间的关系,软件架构的设计必须符合硬件架构的规范,这样软件的指令集才能够被硬件所理解,当软件要使用硬件的时候,就需要软件「下发」指令,硬件就可以根据指令来执行相应的操作。

就如同家具摆设要和房屋的装修相互适配一样,硬件架构接受软件架构的指令后,才能够执行出软件想要的操作,如果不能够适配,那硬件就不能够执行相应的软件操作。

在市场上,最为常见的芯片架构就是ARM和X86了,无论是移动设备、PC端还是服务器,这两者的市场占有率都是非常高的。

前者的ARM架构在移动设备和服务器领域非常普及,而后者的X86则在PC端领域使用非常广泛,众多优质的游戏和软件都需要X86的架构来运行。

在这样高占有率的情况下,市面上除了这两种架构,其他的都是小众的架构了,而后来的一批国产芯片的主要架构都以X86为主。

尽管如此,但这不代表国产芯片就不比外国的芯片强,因为我们的国内生产的龙芯芯片使用的架构是自研的硬件架构—LoongArch。

硬件架构的自研与抗风险能力。

龙芯作为中国在芯片设计方面的翘楚,当然也是最值得我们自豪的地方了,而作为「龙芯之父」的倪光南,在芯片设计方面可谓是功不可没。

早在1998年的时候,倪光南教授就带领团队开始在国内研发自主的芯片,并且探索了20多年的时间,在芯片设计和研发方面更是有非常丰厚的经验基础。

不仅如此,由于倪光南教授是受益于国内外很多学习经历成长起来的,在硬件研究方向上,他所带领的团队上下一心,一直都在研究适合国内市场的处理器架构。

随着20多年的经验,龙芯系列处理器已经有了定型的设计理念,而这也正是为什么我国能够在短短的时间内完成芯片的独立设计和独立生产。

LoongArch架构虽然在国内的普及率并不高,但是LoongArch架构却在我国的高性能计算中走了一小步,但却代表了硬件架构方面的一大跨越,这也是许多国内芯片设计企业引以为自豪的地方。

要知道,硬件架构就好比是芯片的「一号工程」,硬件架构的确定往后的一切就都能够按照该架构来进行相应的设计。

没有一个好的硬件架构,就无法绘制出后续开发的「地图」,这样就会让芯片的开发变得「盲目」,很有可能走弯路,而且在架构方面需要进行很多次的修正和调整,从而也需要进行多次芯片的设计和打样。

这样不仅会耗费大量的时间,还会在芯片的制作上浪费大量的资金。

此外,硬件架构所包含的内容,不止是芯片性能等各方面能力,还有一个非常重要的方面就是商业版权。

架构尤为重要的一点就是它能够牵扯到芯片设计的商业版权,架构的版权就好比是一种「保护伞」,只有拥有了这个「保护伞」,我们的芯片设计才有得到保障。

此外,还能比较好的防止盗用,在进行竞争的时候,自然就会比较有「优势」,从而也能够受益于此。

正是因为硬件架构的这几方面的原因,所以硬件架构要想在国际上有一席之地是很困难的。

虽然我国的芯片设计的进步已经很大了,并且有着非常可喜的地方,但是在国际市场上,还是有一定的差距的。

因为国际市场上的利益格局已经比较硬化,我们的芯片刚刚在国内能够站稳脚跟,但是在国际市场,我们的芯片面对的竞争对手是那些早已经站稳脚跟的大厂商,和他们相比,我们国家还是比较薄弱的。

当然,这并不代表我们不要去进行硬件架构的自研研究,相反,正是因为学问的在多年的研究积累起来的,更是在实践中逐渐发展起来的,所以我们更应该在这个基础上不断的完善和深入研究。

因为需要时间去形成这方面的优势,就像ARM所拥有的那样,也正是由于这方面的经验比较丰富,所以我们可以学习人家的经验做法,然后逐渐打磨和深化。

自研架构的布局加快。

面对这个形式,我们的国内芯片设计企业不仅要加快脚步进行自研架构的研究外,还要加大力度。

因为以前只是军民使用的范围,而现在国内芯片企业从国产手机芯片、到国产PC芯片、再到国产服务器,这这些领域都是使用的外部的架构,只有龙芯在国产高性能计算方面在逐渐的使用自研架构。

但相对来说,这还是为数不多的,龙芯所使用的自研架构是LoongArch,而且目前这种架构在龙芯的处理器中应用还不是很多,但倪光南也在提前做着准备,他的初衷就是不想让国内的芯片设计企业过多的依赖于外部的架构,如果不断的依赖外部的架构,那么未来很有可能会受制于人。

正是出于此,所以才让倪光南一直在加大自研架构的研究力度,同时让国内其他的芯片设计企业也要加快了步伐。

毕竟在技术研发方面外国的技术人才也不会怠慢的,国内在这方面一直在追赶者别人的脚步,所以要加紧脚步抢占先机很有必要。

结语

国产芯片从采用国外的芯片到现在逐渐开始采用自研的芯片,这是一种好的趋势,正是我们在不断创新的过程中积累经验,也在逐渐丰富我们的技术积累。

只有在这方面积累的越来越丰富,竞争力才会越来越强,这也是我们追求技术的方向。