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CPU技術引進三大陷阱

鐵流 · 2023-10-26 · 來源:鐵君公眾號
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  就CPU而言,最關鍵的是就是CPU核,也稱為微結構。大家大家耳熟能詳的四核、八核、十二核CPU,就是把多個CPU核與內存控制器等模塊,以及各種接口整合起來形成SoC或CPU。

  其中,決定CPU性能、成本、功耗、安全的最關鍵因素就是CPU核,比如AMD的Zen,英特爾的Raptor Lake,ARM的Cortex A78,這些都是CPU核。在過去的技術引進中,國內公司引進的核心技術就是CPU核,國內公司用引進CPU核自己做SoC或CPU。因此,能否實現CPU核上的迭代更新,就是驗證是否具備自主設計能力的關鍵。

  在技術引進項目中,有三類現象,一是反復引進,二是引進消化即落后,三是在朽木上雕花。

  先來說反復引進,一些引進項目中,國內公司引進了一款CPU核,但卻不具備消化吸收的能力,吃不透買來的源代碼,想要基于買來的源碼進行修改,但因為自己技術不過關,一改就錯,幾次流片失敗血本無歸,就放棄消化吸收,轉而繼續從國外引進新一代CPU核。

  這方面以引進ARM技術的 CPU公司中較為常見,誠然,有個別公司堅持基于公版架構魔改,想走上正向設計道路,但更多的大陸ARM陣營CPU公司完全放棄了自研架構,在過去十多年時間里完全依靠從ARM購買公版架構。

  再來說引進消化即落后,有些公司引進國外CPU核后,確實想吃透技術,自主迭代,但以國內團隊的實力,吃透一款高性能CPU核一般要5年,而國際上2年CPU核就迭代一次,這導致真花時間和金錢大力氣迭代了一輪,結果國外已經迭代了2-3輪了,本來引進的就是國外缺乏市場競爭力的二流技術,又經過5-6年時間,就完全不具備市場競爭力了。

  這方面的典型案例就是華芯通和宏芯,前者引進高通的CPU核,后者引進IBM的Power8,在消化吸收過程中,公司內耗不斷,技術消化吸收的周期被大幅延長,結果一個關門,另一個爆發欠薪事件。雖然當年引進的時候,兩款CPU核性能不錯,但放到今天已經落伍了。

  最后來說說朽木上雕花。有些公司引進了國外CPU核,不具備CPU核改進能力,但又想提升CPU性能,于是就在制造工藝上做文章,引進的時候早,當時用的還是老工藝,幾輪迭代下來,CPU核改不動,于是在內存控制器和接口等模塊上做文章,DDR3控制器換成DDR4的,PCEI接口也從3.0變4.0、5.0,緩存面積往上堆,制造工藝從40nm變成28nm、16nm、7nm,看起來是迭代多輪,CPU性能確實也上去了,但性能提升主要得益于制造工藝和各種接口上的改進,以及堆緩存,CPU核還是原先引進的性能水平,一測CPU的IPC就原形畢露。

  總而言之,CPU技術引進并非不可行,強如蘋果,也是收購了一個老牌設計團隊,基于ARM公版架構做修改,多輪迭代之后,才推陳出新,做出了自己的CPU核,又經過了10多年的發展,蘋果自己設計的處理器在ARM處理中傲視群雄。

  從自主研發能力的角度看,即便是技術引進CPU公司,只要具備CPU核迭代能力,能夠使用同等級工藝情況下,依靠設計能力把CPU性能提升上來,在迭代2-3代后,基本可以視為已經具備自主研發能力,走通了高鐵模式。

  反之,如果始終無法擺脫國外IP依賴和臺積電尖端工藝依賴,即便迭代了幾輪,也不應被視為具備獨立研發能力。從蘋果的成功經驗來看,最關鍵的還是形成自己的設計能力。如果無法開發出自己的內核,只能基于引進的CPU核做些外圍,或者是在朽木上雕花,又或者是反復引進,那么只能跌入技術引進的陷阱之中。

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