当下,国内CPU公司可以大致分为泾渭分明的两条技术路线,分别是自主研发路线和技术引进路线,从实践上看,自主CPU架构改进能力和IPC提升能力要明显优于技术引进CPU,在研发上更具发展后劲。 

 

FT CPU IPC进步相对有限

2013年的FT1500是基于SPARC的开源代码设计出来的,2015年的FT1500A为ARM,FT1500A相较于FT1500在单核性能上提升了3倍,但在FT1500A之后,FT2000和FT2000plus在单核性能上提升就比较有限了。

 

 

从下图可以看出,从2014年至今,FT在主频提升上比较有建树,从FT1500A的1.5G至2G提升到了如今的2.6G至3G,成绩喜人,可喜可贺。但在IPC方面,从FT1500A到FT-2000/4,再到D2000提升非常小.总而言之,FT-2000/4在IPC上原地踏步,主要依靠主频的提升,把CPU性能提升上来。

 

 

LX CPU IPC进步较快

LX3A1000和LX3B1500(2013年)在单核性能上与FT1500大致相当。2015年的LX3A/B2000单核性能逊色于FT1500A,之后的LXA3/B3000也只是在单核性能上接近FT2000。但到了LX3A/B4000这一代,性能有了大幅提升,单核性能提升超过80%。

 

 

 

必须说明的是,LX3A/B4000这一代与LXA3/B3000这一代CPU在制造工艺上都是28nm SOI工艺,也就是说在制造工艺完全相同的情况下,LX通过自身的设计能力,把单核性能提升80%以上。在国内诸多ARM芯片性能提升高度依赖台积电先进工艺和购买国外更好EDA工具的大背景下,LX这种完全依靠自身设计能力提升CPU性能的做法绝对是一股清流。 

 

就LX3A5000而言,最大的改变是提升了制造工艺。其次是对微结构进行了一些改进,IPC提升在15%左右,这使3A5000的SPEC06测试定点26分(base  @2.5Ghz)。这个成绩已经达到预期指标,而且经过进一步优化,SPEC06成绩还有进一步优化的空间,优化后Peak可以达到30分。在采用12/14nm工艺的条件下,单核性能已经达到甚至超过技术引进的7nm ARM处理器水平。

 

 

 

单核性能和IPC提升非常关键

目前,国内CPU公司在宣传上有一个非常不好的现象,那就是喜欢堆核心数,用64核、48核战平英特尔14核、28核CPU来"彰显"自己的CPU如何厉害。但实际上,这种做法意义是相对有限的,因为在桌面和服务器,很多程序都是串行的,尤其是桌面CPU非常注重单核性能。毕竟单核性能是基础,很多程序都依赖单进程的处理速度,如果单核性能上不去,核心数再多也没用。游戏开发者也向AMD RTG图形部门大佬表示:相比堆核心数,他们宁愿希望CPU单核性能提升1%。在AMD推出锐龙以后,单核性能大幅提升,这使AMD的市场份额有所回升,并使AMD的股价相对于最低谷时期暴涨20倍。

 

因此,想要在市场上占据一席之地,单核性能至关重要,CPU单核性能不行的话,万事皆休。就提升单核性能而言,一个办法是改进CPU架构提升IPC,另一个办法是提升CPU的主频。就提升主频而言,最简单粗暴的办法是通过采用台积电更加先进的制造工艺,而提升IPC则需要CPU设计公司具备更强的设计能力。

 

自主研发更具发展后劲

从技术引进和自主研发两条技术演进路线上来看,自主研发的CPU显然具备更强IPC提升能力。下图中,白色的为技术引进CPU,橙色的为自主CPU。

 

 

实践证明,技术引进CPU虽然在初期会有一个大飞跃,但要实现技术引进消化吸收,这需要时间,会产生一个"先快后慢"的效果。而自主研发虽然一开始的速度会慢一些,但基础可以打的更加扎实,在后续研发方面会更具有发展后劲。借用武侠小说的概念打个比方,技术引进有一点像一些反派配角修行的邪派武学,通过“走捷径”,前期可以快速提升武力值,可以在主角面前耀武扬威,但到后期就会后继乏力被主角教训。自主研发则类似主角学的名门正派绝世武功,前期不显山不显水,武功进阶速度不如修习邪派武学的反派,但后劲绵长越到后期越厉害。铁流希望国内CPU研发单位走武侠小说中主角的道路,千万别学反派练习邪派武学把路走歪了。

 

CPU自主研发虽然在前期会有比较高的试错成本,发展也会慢一些,性能也会差一些,但有助于积累经验,锻炼能力。由于CPU源代码都是自己写的,发现问题后自己有能力改,通过不断的性能分析,找出CPU的瓶颈,然后不断地迭代,这才是发展的动力。