为何高性能CPU设计如此艰难 (高性能有什么用)

文章编号:11205 更新时间:2024-03-16 分类:互联网资讯 阅读次数:

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从个人经历出发,作者曾在多家研发高性能CPU的公司工作,例如中晟宏芯(现在合芯科技)、华芯通等,然而这些公司的发展并不顺利。对于为什么高性能CPU很难达到预期成果,作者提出了一些观点。文章将高性能CPU的衡量标准定在SPECCPU2006speed单线程测试15分/GHz,认为这一参数直接反映了CPU设计团队的微结构设计能力。文章指出,高性能CPU的评估应该着重于单核单线程每GHz的性能,因为只有这一指标才能真实反映微结构设计能力,而CPU的主频并不是固定的,因此使用这一指标作为公认标准。

文章认为,多核分数并不是很具参考性,因为过多的核心并不一定代表更好的性能。作者批评了一些厂商利用大量CPU板卡联合运行来提高多核分数的行为。

在对几家公司的具体案例进行分析后,文章得出结论:高性能CPU并没有后发优势,难以迅速超越其他竞争对手。唯一可行的方法是通过埋头苦干,不断实践来提升设计水平。作者列举了几家公司的例子,如高通、Apple、龙芯、鲲鹏等,展示了它们在高性能CPU设计方面的努力和成绩。

就国内高性能CPU微结构设计方面的现状而言,文章指出人才积累和经验不足是一个主要障碍。相比于美国和以色列等地,在高性能CPU微结构设计领域,中国的积累还有很大差距。作者认为高性能CPU的研发需要持续的迭代和打磨,就像打造艺术品一样,需要长期对每个细节进行精益求精的工作,并且必须不断接受客户的反馈和问题,以推动设计的不断完善。


微处理器中哪个部件设计难度最大

为何高性能CPU设计如此艰难高性能有什么用

微处理器中cpu部件设计难度最大。 微处理器中部件设计难度大的包括cpu和gpu,都是属于高端芯片制造技术,cpu的运算能力还需要进行大规模集成电路设计,它的微电路要比gpu更复杂一些,不仅需要性能提升,功耗和应用场景也是很重要的因素,设计难度更大,所以微处理器中cpu部件设计难度最大。

CPU芯片制造为什么那么难

芯片产业有其独特的内部结构和产业特征。 芯片产业链分为五个子链,或者说芯片产业分为五大产业。 第一,设计。 如何整合上亿条线,首先需要设计。 全球芯片设计最大的公司是英国ARM,而美国EDA在设计软件方面占据垄断地位。 最近芯片界最大的新闻就是美国的英伟达要向英国收购ARM,届时美国在芯片行业的垄断地位将更强。 华为的海思有7纳米的设计能力。 我曾经问过华为的副总裁董明,中国为什么不买?回答:中国永远没有机会收购美国和欧洲的这类公司。 第二,制造业,包括成品和半成品。 半成品晶圆,高纯晶圆基本都被日本人垄断了。 日本人可以把硅冶炼到90.9%其次是11.9%,然后做出来的晶圆才是最好的。 众所周知,TSMC是这个行业最大的,中国SMIC目前是世界第五大。 当然产量世界第五,芯片档次低,利润率不高,因为很多专利技术不在我们自己手里,被美国严格监管。 第三,封装测试。 将芯片压在电路板上,并进行合格测试。 因为芯片里的电路和触点太多,一个地方有误差,最后结果是相当大的误差,必须一个一个测试。 包装基本上是劳动密集型的。 在这个行业,中国和世界差距并不大,甚至处于领先地位。 第四,设备。 众所周知,最先进的EUV光刻机是荷兰的ASML,其他主要是美国的。 在日本,三菱、索尼等公司主导着晶圆生产的设备。 7纳米技术光刻机目前只有荷兰ASML能提供,价格超过1亿美元,有钱也不一定能买到。 上海微电子已经可以生产28纳米芯片。 第五,辅助材料。 包括光刻胶、掩膜、靶材、封装基板等。 这些材料目前在国内还是瓶颈。 制造芯片如此困难,却又如此重要。 其特点是在整个国民经济中的基础性和战略性地位。 无论是民生、国防、工业、装备、航天等。 ,如果芯片出了问题,就说明人心出了问题。 芯片在国际上是一个充分竞争的行业,但是进入门槛高,周期长,资金密集,技术密集,人才密集。 动辄几百亿美元的投入,数万R&D人员的参与,基本上是国际上有限寡头之间的竞争,是跨越国界的国际市场竞争。 但由于其重要的战略价值,芯片的竞争不仅是市场竞争,更是国家竞争,甚至是国际贸易战中的有力武器,是限制和制裁竞争对手的重点行业。 国家竞争和市场竞争有不同的竞争规则。 三。 中美竞争背景下的筹码中美贸易战以来,芯片成为热词,成为焦点。 9月15日,迫于美国技术垄断的压力,TSMC正式停止为华为麒麟芯片代工。 华为花了600万人民币从台湾省包产最后一批芯片,据说是华为所有高管筹集的钱。 TSMC也照顾自己的同胞,给了华为力所能及的一切。 但华为存储的芯片只够支撑2021年上半年的手机出货量。 最近,美国商务部宣布,SMIC将被列入美国的实体名单。 SMIC刚刚在中国上市,融资超过500亿人民币。 如果SMIC在上游设备和技术上出了问题,高性能芯片的生产就会出现变数,前景并不好。 在芯片领域,中国基本无法反制美国制裁,供需和技术极度不对称。 英特尔、高通、苹果和微软都强烈依赖中国,但它们对中国的依赖较弱。 就像现在TikTok的微信,如果美国想遏制,我们也无法反制,因为谷歌早就离开中国了,脸书也没来过中国。 美国的国家安全战略和美国的对华战略都把中国作为头号竞争对手,全面遏制中国是国策。 芯片,非对称精确打击,对美国机会成本最低,对我伤害最大。 以关税为目标的贸易战上升为以芯片为武器的技术战和产业战,华为成为受害者。 继任者被扣,芯片被切,年底操作规程到期。 美国商务部列出了300多家在华实体,其中华为拥有60多家。 当然,美国害怕华为也是有原因的。 信息技术革命主要是由美国通信公司发起的。 华为是一家有通信行业基因的公司,不仅有移动终端,还有全球领先的5G技术。 就像美苏的太空竞赛一样,在即将到来的数字时代和智能时代,如何争夺太空的主动权?芯片已经成为关键行业的关键环节。 美国不是单纯的反全球化;它想在全球化中“去中化”。 虽然美国鹰派鼓励与中国彻底脱钩是痴人说梦,但科技脱钩早已实施。 我该怎么办?第一个想到的就是抢人,多付几倍。 TSMC的保安人员防范着来自中国大陆的猎头公司。 据说他们最终挖出了所有的保安。 7月底,任前往东南沿海的一些大学寻找人才,因为华为需要增加3万名工程师来充实其R&D团队。 现在最缺的就是人才,芯片之战,人才之战。 高端制造业的一个特点是与科教挂钩,其竞争也是各国教育和科技力量的竞争。 中国的教育体制至今没有拿过什么诺贝尔奖,也就是说缺乏从0到1的颠覆性创新。 华为的5G从何而来?是土耳其一个科学家的假设,最后被华为发现,变成了产品。 先进技术首先由科学家承担,在实验室发明,最后由企业家和科学家产业化。 中国的工业化正在快速追赶西方,中间必然会缺失很多东西和环节。 由于基础研究差,底层软硬件都得靠别人,这是根本差距。

为什么cpu的研发那么难,中国龙芯何时能达到国际标准。

首先,设计CPU就很难。 你总不能搞出个8086就说搞定了CPU研发了。 所以,你要跟上当今CPU设计的潮流。 但问题还没有解决。 首先,当今CPU由于实在是太复杂,所以必须使用EDA工具(电子设计自动化),使用硬件描述语言(如VHDL)设计CPU.设计完成后就是把设计方案送到晶圆厂(如台积电,中芯国际)流片。 硬件描述语言设计CPU 和 实际流片是密切相关的。 如果想要达到最佳性能,就必须在流片这个环节上工艺先进。 像Intel通吃这两个环节(而且在工艺方面遥遥领先),相当于量体裁衣,自然性能高。 而别的IC设计公司没有自己的晶圆厂,选择第三方晶圆厂(如台积电,中芯国际)流片,这就相当于买成衣,自然性能差。 最后,某些CPU设计方案对工艺制程是有要求的,比如龙芯3B就要求在28nm的制程下流片(没有任何讨价还价的余地,用大于28nm的工艺制程流片完全达不到设计要求)而这方面由于美国封锁,国内落后国外2~3代。 纯大陆的晶圆厂(记不清是哪家了)貌似能达到65nm。 中芯国际拥有40nm的流片能力,台积电达到28nm。 最后,是市场因素。 龙芯2E大概能达到第一代P4 Willamette核心的水平。 (spec2000分值503/503)。 性能其实就一般办公而言,基本够用。 但是由于其属于MIPS架构,不属于X86架构,故只能运行Linux系统,不能运行windows系统。 广大用户难以接受。 如果老兄关心中国CPU,那从现在开始,学学Linux吧。

标签: CPU处理器中央处理器创业公司

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