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芯片制造工藝和架構哪個難

生活 更新时间:2024-08-13 12:18:37

芯片制造工藝和架構哪個難?國産芯片一共說了六期,從x86架構的海光兆芯,到ARM架構的鲲鵬飛騰,再到兼容MIPS的龍芯,最後到Alpha架構的申威,整整齊齊,國産芯片的全家福展現在大家面前,今天小編就來聊一聊關于芯片制造工藝和架構哪個難?接下來我們就一起去研究一下吧!

芯片制造工藝和架構哪個難(國産芯片為什麼分這麼多架構)1

芯片制造工藝和架構哪個難

國産芯片一共說了六期,從x86架構的海光兆芯,到ARM架構的鲲鵬飛騰,再到兼容MIPS的龍芯,最後到Alpha架構的申威,整整齊齊,國産芯片的全家福展現在大家面前。

講完之後,後台也收到了不少私信,最多的問題集中在架構上面。好多人問,什麼叫架構?國産芯片為什麼分了這麼多的架構?架構有什麼用?不同的架構有什麼區别?等等。那麼咱們就單開一期,來講講芯片的架構。

架構這個詞,在不同的領域,含義也不一樣。在一個組織中,組織的架構,代表着這個組織都有哪些部門,部門與部門之間的關系是什麼。毫不誇張地說,一個組織的架構是否合理,将直接影響這個組織的運行效率。一個合理的組織架構,部門應該是因需求而設立,堅決不能有因人設崗的情況;部門與部門之間的KPI或者OKR設置要有銜接性和連貫性,部門之間形成良性上下遊關系,一旦KPI的設置不合理,那麼部門之間的協作将無比困難,外在的表現就是組織架構出現了問題,而且是大問題。

那麼芯片的架構呢?其實也是類似的,合理的芯片架構外在的表現就是運行效率高。但是芯片畢竟不是人類的組織,它的架構主要指的是指令集,不同的架構,指令集是不一樣的。

又冒出了一個新的名詞,指令集。所謂的指令集,跟人類的組織中的各部門是類似的,一個組織要完成一項任務,需要各個部門分工協作;一塊芯片要完成某一項任務,也需要不同的指令一條一條地去執行,那麼這些不同的指令組合在一起,就是指令集的概念。在設計芯片的時候,指令集是基礎,指令集幾乎就決定了一個芯片的架構是什麼樣子的。

而根據不同的設計思路,指令集又可以廣義地分為兩大類,複雜指令集CISC(Complex Instruction Set Computer)和精簡指令集RISC(Reduced Instruction Set Computer)。這又是什麼意思呢?還是類比人類的組織,複雜指令集CISC中的每一條指令,功能強大,能完成的工作也多,但是指令比較長,比較複雜,就像一個部門特别大,人特别多,但是能完成的工作也很複雜;而精簡指令集RISC中的每一條指令,非常短小,能完成的功能也更原子化,所以要完成一個複雜的操作,有可能需要多條指令共同完成,就像一個部門非常小,就兩三個人,隻能完成一個非常細分的工作,如果要做一個更大的工程,就有可能需要多個部門協作完成。

複雜指令集CISC的典型代表就是x86架構,代表廠商是Intel和AMD,當然還有國産的海光和兆芯;精簡指令集RISC的典型代表就是ARM,ARM公司的商業模式比較特殊,它隻負責技術授權,買了授權的廠商就可以進行芯片的設計,代表廠商包括移動市場上叱咤風雲的高通,技術與藝術的完美結合蘋果,當然也有中國的鲲鵬和飛騰。因為ARM的商業模式很開放,使得ARM中的玩家特别多,幾乎所有有能力進行芯片設計的廠商都在ARM陣營當中。

而龍芯兼容的MIPS架構,還有申威采用的Alpha架構,從設計思路來看,也都屬于精簡指令集RISC。其實,把時鐘撥回幾十年前,那個群雄并起的年代,芯片的架構曾經多達數十種,甚至更多。像IBM的Power,Oracle的SPARC至今仍活躍在某些特定領域,但是其他的架構都已經逐漸消亡在漫漫的曆史長河中。

而國産芯片當中,之所以分了這麼多架構也是有各自的曆史原因。x86架構是當今服務器和桌面的主流,ARM架構以更加開放的姿态橫掃移動市場,并野心勃勃的進軍傳統服務器和桌面市場,海光和兆芯,鲲鵬和飛騰分别選擇了x86和ARM也是出自于自身的考量。龍芯在設計之初就是為了最大限度的自主可控,所以沒有選擇x86和ARM,而申威更是因為聚焦在超算和軍工領域,安全是重中之重。這其中,申威因為太特殊,先不讨論;龍芯肯定是自主可控性最強的,而海光和兆芯,鲲鵬和飛騰還是要受制于Intel,AMD,ARM等公司的制約,自主可控性是存疑的。但是,反過來,龍芯也因為采用的架構太特殊,生态的建設面臨着挑戰,而海光和兆芯,鲲鵬和飛騰卻是不存在這種問題。

關于架構就先說這麼多,還有其他想了解的,歡迎大家留言。

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