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那个想挑战Intel的中国芯片公司 背后都有什么故事?

作者:时间:2015-10-19来源:cnbeta收藏
编者按:随着天河2号成为全球运算最快的超级计算机,国防科大和飞腾CPU逐渐走进我们的视野,飞腾的成功给了ARM阵营信心,ARM指令集是否能开发出高性能产品。

  国防科大研究计算机技术起步于50年代末,50多年来,国防科大在心酸和泪水、鲜花与掌声交织之中,艰苦奋斗,自强不息,一步一个脚印地走出了从模仿到超越的旅程。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/281492.htm


那个想挑战Intel的中国芯片公司 背后都有什么故事?


  一、国防科大

  国防科大是国防部和教育部双重领导下的国家重点综合性大学,前身是1953年创建于黑龙江省的哈尔滨市军事工程学院。1970年学校主体南迁长沙,改名为长沙工学院,1978年改建为国防科技大学。

  国防科大现有10个学院,下设40多个系、所、实验室,其中有国家重点实验室4个、教育部重点实验室1个,共有10个国家重点学科处于国内领先水平。在2007-2009年全国一级学科整体水平评估中,计算机科学与技术、信息与通信工程、系统科学、光学工程、管理科学与工程、航空宇航科学与技术等6个学科进入前5名。

  二、国防科大计算机学院

  计算机学院起步于1958年,1966年成立全国第一个电子计算机系,1971年扩建成计算机系兼研究所,1999年成立计算机学院。学院下设计算机科学与技术系、网络工程系、计算机研究所、软件研究所、微电子与微处理器研究所、网络与信息安全研究所、并行与分布处理国家重点实验室和银河计算机工厂。

  计算机学院是研制国产计算机的老牌单位,在陈赓大将任哈军工校长期间,就开始着手计算机研发。在上世纪60-70年代,先后研发出安装有分时操作系统和汇编语言、FORTRAN语言及标准程序库的441B系列计算机,该型计算机在软件和硬件方面实现全部国产化,共生产100余台,在科研和教学领域稳定运行10年以上。

  在80年代后又先后研发了银河系列、天河系列,技术底蕴深厚。共获部委级三等奖以上科技进步奖500多项,其中国防科技成果特等奖1项、国家发明二等奖1项、国家科技进步一等奖6项、二等奖13项、部委级科技进步一等奖82项、二等奖151项。在国家5次教学成果评奖中,学院获得特等奖1次,一等奖2次,二等奖1次。"计算机体系结构"、"软件工程"、"编译原理"、"计算机网络"、"计算机原理"和"操作系统"6门课程被评为"国家级精品课程"。《计算机前沿领域的研究》获全国图书一等奖,《编译原理》获国家优秀教材一等奖,《并行算法》获第七届中国图书奖。

  三、善于"借鉴"的国防科大

  因80年代迷信"造不如买、买不如租"、"市场换技术"等理论,国防科大放弃了自主芯片的研发转而大量外购国外芯片。

  在80、90年代,国防科大的银河1、银河2、银河3超算都没有中国芯。

  因此,研发自己的CPU就成为国防科大的一项紧迫任务。相对于从零开始自主研发,"借鉴"国外的产品,将技术消化吸收后,站在巨人的肩膀上显然拥有更高的研发效率,而且国防科大科研任务多、时间紧、任务重、资金少、科研力量有限,当年在不考虑商业应用,主攻军用和超算领域的情况下,飞腾"借鉴"国外产品自然成为国防科大计算机学院的必然选择。

  之后,国防科大和一直深耕Mips和Alpha并扩展了指令集,建设自主体系的龙芯和申威不同,飞腾一直没有一条很明确的技术路线,先后仿制过德仪、INTEL、SUN等公司的产品,前后产品基本没有多大延续性。

  飞腾这种路线虽然在发展初期占优势,并能较短的时间内拿出性能不错的芯片,还能锻炼一批技术人才,但是因为缺乏技术延续性和技术积累,很容易导致后劲不足和难以构建自己的生态体系。

  举例来说,国防科大先后仿制过德州仪器的DSP、的安腾和Pentium MMX,在imagine基础上研制过流处理器,仿制过UltraSPARC T2,也有自主研发的飞腾ARM处理器和矩阵2000(DSP),先后换了X86、Epic(VLIW)、SPARC、ARM四个指令集,虽然这些产品都属于银河飞腾系列,但是彼此之间完全没有什么关系。


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  (天河1号)

  四、飞腾(Sparc)与天河2号

  飞腾(Sparc)有飞腾1000和飞腾1500两款产品。Sun在被甲骨文收购前将UltraSPARC T2开源,国防科大遂对其进行仿制和改良,成功研发出飞腾1000和飞腾1500两款产品,并用于天河超算中作为计算节点前端处理器。

  飞腾1000为65nm工艺制造,八核64线程,晶体管数目达到3.5亿个。芯片主频800MHz-1GHz,拥有3个HTT直连总线接口,4个独立的DDR3内存通道,带宽达到32GB/s,8个PCIE 2.0通道。


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  飞腾1500是对飞腾1000的改进升级,是一款40nm的16和芯片,主频也提升到1.8G,最大功耗65W,双精浮点144G。

  据统计,天河1号使用了2048片飞腾1000作为计算节点前端处理器,天河2号使用了4096片飞腾1500作为计算节点前端处理器。

  相对于天河2大量采用的芯片,为天河2号55Pflops超强运算能力打下坚实基础的架构设计--高效异构协同计算技术、高效易用的用户编程环境、网络连接等方面技术能力才更值得我们关注。


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关键词: Intel 超级计算机

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