近年來,實現芯片的自主化、國產化已經成為我國發展半導體行業的重要目標。為瞭實現這一目標,我國在芯片領域持續性地“查缺補漏”,不論是芯片制造、光刻機還是芯片設計等眾所周知的短板,都在不斷地被完善著。
事實上,不僅在以上幾個領域,在相對“冷門”、但同樣至關重要的環節——芯片架構的短板,也在被努力補上。最近我國自主指令系統架構——龍芯架構正式發佈,填補瞭我國在芯片架構領域的空白。
什麼是芯片架構
在討論龍芯架構的意義之前,讓我們先來簡單瞭解下芯片架構是什麼。一般情況下,芯片架構指的是指令集,即CPU使用的語言。
在CPU執行任務時,程序需先翻譯成CPU使用的語言,也就是指令集,才能繼續執行計算任務。如果說芯片設計是寫文章,那麼指令集就相當於文字,是整篇文章的基礎界面。
目前全球三大芯片架構分別是英特爾、ARM和MIPS。不久前,三大架構之一的MIPS突然宣佈,不會再設計MIPS架構,接下來將會把精力集中在RISC-V開源架構陣營。也就是說,目前市場上的主流架構就隻剩下英特爾的X86和ARM旗下的ARM架構。
以往我國在芯片產業屬於“跟隨”發展,話語權不強。國產CPU基本都使用國外的芯片架構。華為自主設計的麒麟芯片,采用的也是ARM公司授權的芯片架構。幸好幾年前華為一次性買斷瞭ARM V8架構的永久授權,因此在芯片架構方面並未受到禁令太大的影響。
但是,使用國外的芯片架構隻是權宜之計,我們不能一直依靠國外的技術。所以即使仍有機會拿到授權,我們依然要實現芯片架構的國產化,才能從源頭杜絕可能會發生的“卡脖子”窘境。
新一代自主指令系統架構發佈
中科院計算機研究所研發的“龍芯”系列芯片是我國在通用芯片領域的代表,從2002年成功研發“龍芯一號”至今,已經有19年的歷史。
此前龍芯CPU采用的是比較冷門小眾的MIPS架構,其目的之一便是為瞭實現“自主可控”。經過近20年的努力,中科院計算所積累瞭大量芯片開發的經驗和技術。
隨著MIPS芯片架構的沒落,最近“龍芯”胡偉武團隊正式發佈瞭自主研發的龍芯架構(即指令集架構Loongson Architecture),這意味著我國已經初步實現瞭芯片架構“自主可控”。
龍芯架構不包含MIPS的指令系統,以龍芯在CPU研制和生態建設方面二十年的積累為基礎,實現百分百自主、技術先進和生態兼容三大特點。
龍芯架構的發佈,是我國芯片走出自研技術的一大步,也是我國在集成電路產業的歷史性突破。可以說是打破瞭當下ARM和英特爾在芯片架構方面的壟斷。對於這次的成果,人民日報贊其是:“國產CPU的歷史性的跨越”。
芯片架構作為芯片產業的起點和基礎,在實現芯片的國產化、自主化方面具有十分重大的意義,畢竟隻有從基礎上實現自主,才能推動接下來每一環節的順利發展。
據瞭解目前龍芯架構已經在3A5000處理器芯片上成功流片,並在3A5000計算機上操作順暢、運行穩定。
結語
“這次真的長臉瞭!”
有網友評價中科院龍芯團隊的科研成果。我們在芯片架構上數十年仰別人的鼻息,如今卻被“龍芯”團隊打破瞭,無怪人民日報也點名表揚。
過去幾十年來,我國在芯片產業上“積貧積弱”,“造不如買,買不如租”的思想一度占據主導地位。
然而近幾年以華為為代表的中國科技企業在國際市場屢屢碰壁,由此讓全體國人都認清瞭現實,天上不會掉餡餅,隻有實現關鍵核心產業的自主可控才是可持續發展之道。
因此龍芯架構的發佈雖然是芯片產業的一小步,卻是自主發展的一大步。國內的芯片產業鏈和有志之士隻要團結起來,就沒有實現不瞭的目標和夢想!中國芯,未來可期!
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