國產(chǎn)CPU再進階！8年9顆芯片，自主研發(fā)升級，生態(tài)更強大

?電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/黃晶晶）作為國產(chǎn)CPU的主力軍，飛騰公司絕對是一支不可忽視的力量。飛騰以ARM指令集為基礎(chǔ)自研內(nèi)核構(gòu)架，已推出三大CPU產(chǎn)品線。近幾年，飛騰的營收逐年高速增長，人員規(guī)模擴張加速。今年8月21日，飛騰正式成立八周年。最近，飛騰公司副總經(jīng)理郭御風(fēng)博士與包括電子發(fā)燒友網(wǎng)在內(nèi)的行業(yè)媒體，對于飛騰的發(fā)展現(xiàn)狀以及未來規(guī)劃、行業(yè)的趨勢等進行了分享交流。
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掌握自有內(nèi)核研發(fā)技術(shù)，成就三大產(chǎn)品線卓越性能
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我們都知道ARM是移動生態(tài)的霸主，國內(nèi)大多數(shù)芯片廠商是以ARM內(nèi)核授權(quán)來進行芯片產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計。飛騰則是國內(nèi)唯數(shù)不多的以ARM指令集授權(quán)為基礎(chǔ)，進行自研內(nèi)核并推出CPU產(chǎn)品的廠商。目前飛騰擁有ARM V8指集令架構(gòu)的永久授權(quán)，其內(nèi)核定位三大方向。其中，F(xiàn)TC6系列定位于高效能，兼顧性能和功耗，F(xiàn)TC8系列定位高性能處理器核，F(xiàn)TC3系列定位低功耗的處理器內(nèi)核。以此滿足不同產(chǎn)品的需要。

郭御風(fēng)表示，飛騰在內(nèi)核研發(fā)上還在不斷迭代，例如FTC8系列的870正在研發(fā)中，F(xiàn)TC6系列除了主打的663之外還有664，3系列還有310內(nèi)核等。內(nèi)核最大的難點在于微體系結(jié)構(gòu)，要在性能與功耗等方面做取舍與平衡。飛騰自己設(shè)計內(nèi)核，多年來已經(jīng)形成了一套方法學(xué)，從模擬器的評估、體系結(jié)構(gòu)的評估，到基準(zhǔn)測試程序的驗證，以及內(nèi)核流水線的性能優(yōu)化等進行整個流程的把控。因此飛騰內(nèi)核的迭代速度快，性能提升顯著。
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基于自主的內(nèi)核技術(shù)，2020年飛騰三大CPU產(chǎn)品線全新升級為飛騰騰云S系列、飛騰騰銳D系列和飛騰騰瓏E系列，分別主打高性能服務(wù)器CPU、高效能桌面CPU以及高端嵌入式CPU，另外飛騰套片是飛騰CPU的配套芯片，可配合飛騰系列CPU構(gòu)成面向場景的、整體化的軟硬件一體解決方案，助力用戶獲取更高的集成度、更高的可靠性、更快的開發(fā)進度、更低的成本和更高的國產(chǎn)化率。
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這其中飛騰騰銳D2000芯片可以說是明星主打產(chǎn)品。D2000集成8個飛騰自主研發(fā)的新一代高性能處理器內(nèi)核FTC663，采用亂序四發(fā)射超標(biāo)量流水線，兼容64位ARMV8指令集并支持ARM64和ARM32兩種執(zhí)行模式，支持單精度、雙精度浮點運算指令和ASIMD處理指令，支持硬件虛擬化。
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飛騰騰銳D2000處理器面向桌面應(yīng)用，最高主頻2.3GHz，內(nèi)置密碼加速引擎，集成系統(tǒng)級安全機制，能夠滿足復(fù)雜應(yīng)用場景下的性能需求和安全可信需求，支持商業(yè)檔和工業(yè)檔質(zhì)量等級。
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飛騰最新的產(chǎn)品是新一代嵌入式CPU飛騰騰瓏E2000。E2000包括E2000Q、E2000D、E2000S三個系列，芯片集成飛騰自主研發(fā)的高能效處理器內(nèi)核，E2000Q集成2個FTC664和2個FTC310內(nèi)核，E2000D集成2個FTC310內(nèi)核，E2000S集成1個FTC310內(nèi)核，采用亂序四發(fā)射超標(biāo)量流水線，兼容64位ARMV8指令集并支持ARM64和ARM32兩種執(zhí)行模式，支持單精度、雙精度浮點運算指令和ASIMD處理指令，支持硬件虛擬化。該產(chǎn)品面向云終端、行業(yè)平板、電力、軌道交通、服務(wù)器BMC、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和智能控制等行業(yè)領(lǐng)域和場景。
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據(jù)介紹，飛騰騰銳D2000處理器以其高性能的表現(xiàn)在政企市場贏得較高的出貨量和市場占有率，而D3000也已經(jīng)緊鑼密鼓地研發(fā)中，性能將比D2000有更有顯著的提升。此外，面向高性能服務(wù)器領(lǐng)域的飛騰騰云S系列也將從S2500升級到S5000，同樣將有較高的性能提升，值得期待。
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加速面向桌面PC的ARM架構(gòu)處理器的平臺開發(fā)
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我們注意到，2021年飛騰推出X100套片，將GPU、SATA、USB、音視頻接口等集成在套片上，可以配合飛騰系列處理器，構(gòu)成臺式機、一體機或筆記本的完整解決方案，也可以作為顯示芯片構(gòu)建獨立顯卡，用于各類終端及服務(wù)器類應(yīng)用場景。
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郭御風(fēng)表示，面對異構(gòu)計算的崛起，飛騰正在積極推動平臺化發(fā)展，可提供給用戶的不再是單顆CPU芯片，而是面向場景的、軟硬件一體的解決方案，使整個平臺的集成度更高，開發(fā)成本更低，從而提高國產(chǎn)化率。
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近年來ARM架構(gòu)處理器從移動終端走向桌面電腦。蘋果自研Arm桌面處理器M1芯片已經(jīng)應(yīng)用于MacBook系列等筆記本電腦，ARM架構(gòu)處理器的性能大有趕超X86的勢頭。郭御風(fēng)認(rèn)為ARM架構(gòu)處理器在桌面端的應(yīng)用逐漸成熟，在這方面飛騰突破了高性能編譯套件、二進制翻譯引擎、多生態(tài)兼容運行時套件等基礎(chǔ)軟件技術(shù)，也就是能夠?qū)崿F(xiàn)跨體系結(jié)構(gòu)和跨操作系統(tǒng)，從而解決所有上層應(yīng)用的適配問題。目前飛騰基于二進制翻譯套件的研發(fā)已經(jīng)有原型，相信很快就能有所應(yīng)用。
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目前一些國產(chǎn)CPU芯片除了CPU不斷的升級迭代之外，也已經(jīng)在研發(fā)和發(fā)布GPU產(chǎn)品。對于這樣的趨勢，郭御風(fēng)表示，飛騰以CPU算力做為基礎(chǔ)，做不做GPU或者是集成還是獨立GPU，是基于算力需求角度去考慮。他透露，飛騰的下一代筆記本芯片就會集成GPU，這是從筆記本競爭態(tài)勢決定的，因為它需要高集成度、低功耗和低成本的設(shè)計。而說到獨立GPU，在X100套片當(dāng)中就搭配了獨立GPU，未來會根據(jù)桌面產(chǎn)品線的需求而定。據(jù)電子發(fā)燒友記者了解，正在研發(fā)的D3000會推出筆記本的定制版。有了更適合筆記本電腦的芯片，也解決了跨平臺跨體系的應(yīng)用問題，我們有理由相信飛騰在筆記本電腦方面將有突飛猛進的表現(xiàn)。
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國產(chǎn)CPU更注重系統(tǒng)級優(yōu)化
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由于美國不斷在半導(dǎo)體領(lǐng)域?qū)χ袊┘酉拗?，先進工藝成為一個不可回避的問題。
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郭御風(fēng)坦言，要用系統(tǒng)的眼光看待這個問題。隨著制程工藝的演進，芯片工藝越來越復(fù)雜，成本急劇上升，致使摩爾定律難以為繼。在工藝本身的好處在減少的同時，很多設(shè)計就不能純粹依賴于工藝，而要通過別的方式彌補。比如怎樣通過設(shè)計來彌補差距，很多時候設(shè)計帶來的性能提升會比工藝本身帶來得還要好。
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另一方面是進行整個系統(tǒng)的垂直優(yōu)化。就像蘋果將硬件、軟件進行綜合優(yōu)化來獲得更佳的性能。國產(chǎn)廠商其實在軟硬件方面同樣具有這樣的優(yōu)勢，重點是對產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)的整合能力。通過垂直協(xié)同優(yōu)化彌補差距。
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此外，就是利用先進封裝和chiplet進行性能提升。郭御風(fēng)說道，通過多晶圓封裝的方式，能夠減少對先進工藝本身的依賴，同時能把集成度提升，單顆芯片上集成的功能會更多，飛騰也在密切跟蹤先進封裝技術(shù)。同時，在CPU研發(fā)方面，飛騰已經(jīng)掌握新一代處理器安全設(shè)計技術(shù)、高帶寬低延遲片上互連技術(shù)、高可靠設(shè)計技術(shù)以及基于國產(chǎn)工藝的高主頻物理設(shè)計技術(shù)等多項關(guān)鍵技術(shù)。
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或許正是基于這樣的考慮，飛騰當(dāng)然并沒有急于取得ARM V9架構(gòu)的授權(quán)，而是繼續(xù)拓展ARM V8指令集架構(gòu)所帶來的性能提升和優(yōu)化去適應(yīng)行業(yè)應(yīng)用的發(fā)展。
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鞏固CPU算力基石，突破4400家生態(tài)伙伴
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截至2022年6月底，飛騰的生態(tài)伙伴數(shù)量已經(jīng)突破4400家，包括集成商合作伙伴300+家、硬件合作伙伴930家、軟件合作伙伴3100+家。
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目前，飛騰已聯(lián)合數(shù)千家國內(nèi)軟硬件廠商，支撐了2400多款飛騰平臺設(shè)備上市，已經(jīng)和正在適配的軟件和外設(shè)超過8300種，與8200多款開源軟件產(chǎn)品完成了適配，兼容200萬級移動APP應(yīng)用，構(gòu)建起了國內(nèi)最完善、最龐大的從端到云的信息化建設(shè)全棧生態(tài)體系。
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同時，飛騰與國內(nèi)伙伴單位展開合作，形成了基于飛騰平臺的云計算全棧、邊緣計算全棧、終端全棧、嵌入式全棧生態(tài)，為廣大集成商和客戶提供更豐富的選擇空間。
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CPU產(chǎn)品能否成功，很大程度取決于它的生態(tài)能否成功，這也是為何幾年來飛騰不斷壯大其生態(tài)合作伙伴的原因。從快速突破的合作數(shù)量可以看出，飛騰CPU正吸引集結(jié)越來越多的軟硬件廠商加入其中，生態(tài)鏈伙伴的壯大也將令飛騰CPU的道路越來越寬。
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小結(jié)：

飛騰成立8年來發(fā)布9顆CPU芯片，已經(jīng)奠定了其在國產(chǎn)CPU的行業(yè)地位和堅實基礎(chǔ)。飛騰在2021年實現(xiàn)20億元營收，今年有望突破25億元，人員規(guī)模已增加到1300人，其產(chǎn)品在國產(chǎn)信創(chuàng)領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用，繼政企業(yè)務(wù)后未來在電信、金融、交通等行業(yè)繼續(xù)發(fā)力。顯然，飛騰對于產(chǎn)品路線、技術(shù)策略都有著非常明晰的認(rèn)識和準(zhǔn)備，這也將支撐他們后續(xù)取得商業(yè)市場的更大成功。
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