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真正走向市场化,揭秘中国兆芯X86处理器 (2017.01.02)

近年来,我们很欣喜地看到中国的处置器产物有了庞大的前进——从嵌入式范畴、平安应用、办事器范畴到超等计较应用,国产处置器的身影无处不在。但有所遗憾的是,之前的国产处置器大多应用在很是专业的范畴,一般很少涉足小我应用。是以为了让通俗人也能用到国产处置器,在颠末持久的计谋规划、手艺研发筹办后,我国的科研人员终于推出了多款针对办公、影音播放、数据存储,可以运行在包罗Windows、LINUX和大部门国产操作系统下的X86 CPU:兆芯。这意味着中国也有了与英特尔酷睿、AMD FX系列在手艺架构、应用功能相似的X86处置器产物。那么我们的X86处置器具备如何的手艺程度呢?

谁打造了中国X86 CPU?

此次开辟中国X86 CPU来自一家新兴企业——上海兆芯集成电路有限公司。该公司是一家成立于2013年4月的国资控股企业,其首要营业是为业界供给知足国度计谋需求、高机能、低功耗、低成本的芯片及配套解决方案。

兆芯之所以会将CPU作为主营营业,是因为兆芯承接了“核高基”国度重大专项,肩负着打造国产桌面通用处置器的重任。处置器是计较机、办事器等设备的焦点,把这个“焦点”紧紧把控在本身的手里,继而鞭策电脑、办事器等设备的周全国产化,办事国度互联网和信息化财产扶植,是“核高基”重大科技专项立项的目标地点。

在兆芯公司成立时的2013年,我们国度已经有了基于多种架构的国产处置器,好比采用MIPS架构的龙芯,采用Alpha 21164架构的申威处置器。基于分歧架构的处置器,它们的应用范畴也分歧,分歧架构的国产处置器在各自的范畴都已经有了显著的成就,这是整个行业值得光荣的工作。

可是,X86架构的CPU在桌面办公范畴占有绝对焦点的地位,当局、企业办公都离开不了X86整机和办事器。这种复杂的用户规模、凸起的平台兼容性让X86架构的这种地位在很长时候之内很难被撼动。然而以前我国没有本身的X86架构处置器,几乎全数要依靠进口。这不仅是我国集成电路财产成长的把柄,还会影响到我国的收集信息平安。是以兆芯公司选择专注X86架构,这不仅仅是看中了其复杂的用户规模和完美的平台、生态,更主要的是能为国度信息财产成长、以及需要收集信息平安的国度计谋规划做出进献。

兆芯处置器具备如何的手艺程度?

在颠末数年的潜心研究后,兆芯成功地迈出了X86高端通用芯片的国产化程序。自2014年初次推出基于X86架构的ZX-A双核处置器后,兆芯接下来完成了ZX-C四核处置器的全新架构和代码设计,并于2015年实现了ZX-C四核处置器的量产。同时,兆芯处置器也慢慢成立了完美的产物系统以及可持续性的成长策略。此中ZX-C已由单一的处置器进化为“开先”系列,包罗ZX-C四核和ZX-C+四核两类处置器,两者均基于28nm工艺,主频最高2.0GHz,兼容X86指令集,撑持CPU虚拟化手艺,ZX-C+四核处置器还撑持SM3和SM4高速国密算法指令。高速国密算法指令是由兆芯自立研发的一套算法指令集,不仅能大幅晋升SM3和SM4两种国密算法的运算速度,还让暗码学相关应用的开辟以及摆设和推广更为便利,这是市道上其他国外X86处置器所不具备的。

▲兆芯ZX-C处置器内部架构图,四颗焦点清楚可见。

▲兆芯ZX-C四焦点处置器,采用28nm CMOS工艺打造,尺寸为21mm×21mm的FBGA封装手艺。其CPU焦点采用超标量、多发射、乱序执行架构等设计,兼容X86指令,可撑持原生64bit系统,并撑持CPU虚拟化(VT)手艺。

▲ZX-C处置器型号、手艺规格一览,可以看到其四焦点、四线程设计、28nm出产工艺已与当前的主流X86处置器相差不大,也撑持SSE 4.2、AVX、AVX2等常用指令集。不足是其处置器频率稍低,内存节制器、PCIe节制器仍采用自力于CPU之外的设计,均集成在主板北桥芯片组内部,经由过程FSB总线与CPU通信。

对于一般消费者来说,他们是用不到SM3、SM4国密算法的,该算法首要嵌入到贸易、电信、金融应用中,并在这些应用成立通信信道的时辰,启用这两种加密算法。而在计较机应用中,国密算法例是首要庇护那些按保密律例定、涉及秘密的文件、党政机关文件,以及来自电子政务网的文件传输城市采用近似加密。传输的时辰软件本身就会进行加密,再到另一端进行解密。可是若是处置器不撑持SM3、SM4算法指令集,那么它们就会用软件加快进行加密、解密,速度会很慢。兆芯的ZX-C+处置器因为在硬件设计上先天就撑持SM3和SM4高速国密算法指令,是以其加密、解密速度会较着快于通俗X86处置器,从而有用提高办公效率。

按照兆芯在首都收集平安日系列勾当时代的现场演示来看,在利用高速国密算法指令的环境下,SM3的计较速度在3200Mb/s以上,SM4的计较速度也有近2400Mb/s的高水准表示,兆芯暗示这一成就领先其他国际主畅通用处置器平台2倍以上,这也是这款国产处置器所拥有的最大优势。

同时,兆芯还在四核处置器的根本上打造出了“开胜”系列,即ZX-C+八核处置器。规格方面,开胜系列处置器为28nm工艺,主频2.0GHz,撑持CPU虚拟化手艺和高速国密算求的产物或应用范畴,如兆芯多次展出的国产化云计较解决方案。基于开胜系列处置器打造的国产化云计较解决方案撑持主动化摆设,可以或许为超融合系统供给根本架构,撑持构建基于Windows或者LINUX的云办事,而且具备按需扩展和矫捷设置装备摆设特点,可以或许大大降低搭建成本。

▲ZX-C+处置器分为四焦点、八焦点两种,与ZX-C处置器比拟,ZX-C+处置器增添了对SM3、SM4国密算法的撑持。

值得一提的是,兆芯也为CPU成长出了配套的Elite图形处置器,并集成在主板芯片组里。兆芯认为Elite图形处置器的机能根基达到了英特尔桌面产物HD GRAPHICS的程度,部门机能优于它。其首要特色在于内置了良多硬解码的功能模块,嵌入了浩繁的音视频解码功能,可以轻松播放各类1080p全高清视频,当前兆芯处置器的Elite图形焦点已经被移植到了全上海的机顶盒里,也从侧面证实它具备优异的视频播放机能。而鄙人一代兆芯处置器上,据悉兆芯会将图形处置器集成在处置器内部,继续提高流处置器、TMU贴图单位、ROG光栅处置单位的规模,从而加强图形处置器的3D机能。当然要玩大型3D游戏的话,兆芯仍是建议用户采用自力显卡,16nm图形处置器最凸起的特色是其媒体播放功能会进一步加强,可以撑持HDMI 2.1,并拥有流利播放4K视频的能力。

▲已经问世的各款兆芯处置器与主板芯片组——此中ZX-A是兆芯较为早期的产物,ZX-B采用与ZX-A不异的微架构,但在国内代工流片。ZX-C与ZX-C+开先系列四焦点处置器采用了新一代微架构,是今朝的主力产物。代号为FC-1080的ZX-C+开胜处置器是一款面向办事器的八焦点处置器,而ZX-100S则是为以上CPU设计的配套主板芯片组。

此外,兆芯也为开先和开胜两大系列的ZX-C、ZX-C+处置器研发了最新的配套芯片组—兆芯ZX-100S。它撑持双通道、最大64GB DDR3 1600尺度电压或低电压内存,集成图形处置器,撑持DP、HDMI等高清输出尺度,具备USB3.0、SATA 3.0等常用接口,达到了国际主流水准。

以兆芯CPU为肇端的国产化财产链已经形成

固然处置器是电脑的焦点,但仅有一颗芯片成不了天气,企业的成长需要和财产内贸易伙伴进行共同努力。今朝兆芯已与国熟行业领军企业,在操作系统、工艺、固件、整机、嵌入式工控、网安等范畴共同努力,配合构建了一条从芯片研发出产、到硬件整合、到系统集成,再到应用和办事的完整国产化财产链。如兆芯与联想通力共同,成立了首个合适国际尺度的国产CPU整机出产线,并在该出产线上开辟出多款分歧形态的联想兆芯整机产物;包含中科方德、中标麒麟、普华在内的多家操作系统厂商,以及中电昆仑、百敖等国产定制BIOS供给商也均与兆芯告竣了计谋合作。

此外,WPS、达梦等软件开辟商,研祥、上海仪电等工控设备厂商,联想、火星高科、六合超云等办事器厂商以及网安范畴领头羊天融信,均在国产化财产链中与兆芯进行了深度的合作并推出成型案例。

▲频率为2.0GHz的兆芯ZX-C处置器在Windows7操作系统中可以被准确识别出型号。

在兆芯与行业龙头企业配合构建的国产化财产链内,除了国产化电脑等设备的设计出产和系统集成,兆芯和财产链伙伴还在晋升办公设备、应用软件的兼容性,以及完美办事和扩展应用范畴方面不竭尽力。国产化办公电脑现已撑持总计1000余款外设产物和5000余款应用软件,办事系统囊括11000多名产物办事工程师,笼盖全国跨越2000个县级城市。

最后,兆芯协同财产链伙伴在市场化方面也取得了必然的功效。兆芯ZX-C处置器自2015年4月量产以来,在桌面电脑范畴,兆芯ZX-C处置器已被联想、同方、仪电等国内整机厂商采用。基于兆芯ZX-C处置器的联想开天M6100台式机、开天A6100一体机、昭阳CF03笔记本等产物已经经由过程了国度强制性3C认证、能效一级认证以及中国节能认证、绿色情况标记认证,并正式入围当局采购的节能产物目次和绿色情况标记产物目次。

▲采用开胜ZX-C+八核处置器的联想通用办事器(上)与火星高科存储办事器(下)。

▲在近期举办的第四届中国科技城国际科技博览会,兆芯展出了多款采用兆芯处置器的整机产物,如这款采用中科方德操作系统的联想开天A6100国产一体机。

▲上海仪电出产的Biens微型台式机,可以采用Windows 7操作系统,并流利播放各类1080p全高清视频。

今朝,应用兆芯国产X86通用处置器的整机已先后在上海市所属的近400家单元正式应用,用户的现实应用,包罗电子政务系统、WPS办公、预算申报系统、网页浏览、视频播放等,总体试用环境获得了杰出的反馈。同时,应用ZX-C的整机今朝已在党政军办公和信息化等国度重点系统和工程中获得现实应用,并获得了“机能杰出,质量靠得住,可以或许知足现实工作需要”等反馈。

进军16nm,看兆芯若何演绎本身的将来

综上所述可以看到,我国的兆芯X86处置器不仅拥有四焦点、八焦点等多核设计,还获得了浩繁厂商的撑持,同时也获得了党政机关、国度企事业单元的普遍采用。那么兆芯处置器将来还会有如何的成长呢?我们通俗老苍生是否也能用上兆芯处置器?兆芯是否也会推出与英特尔、AMD近似,没有焊接在主板上,采用插针式封装、可供用户自由选择的处置器?
为此,MC小编出格对上海兆芯集成电路有限公司副总裁傅城博士进行了专访。

问:请问兆芯处置器有无考虑进入消费级市场的打算,即像AMD、英特尔的消费级处置器那样在零售端市场去发卖?

傅城今朝兆芯整机临时首要面向当局、企事业单元办公的首要原因在于办公用机的用途相对不复杂,可以较为轻易地进行优化。从功能上来看,兆芯处置器现实上已经完全可以进行视频播放、游戏、上彀等应用。

然而因为消费类软件的构成是八门五花,需要做多种优化,如调校软件和驱动,时候与筹办期一般比力长。若是处置器没有做响应的优化,在这些应用中固然可以利用,但在一些应用中不免会有出问题的潜在可能性。是以在消费级市场,兆芯还需要与上游软件厂商做匹配工作,需要较长的时候。我们会比及与软件厂商的磨合足够,练好内功后,再鼎力在消费级市场进行推广。不外为了知足那些对硬件感乐趣的玩家,我们管帐划起首针对DIY玩家推出一些兆芯产物。

问:从此刻来看兆芯处置器采用的是FBGA封装的,缺乏矫捷性,那么兆芯将来会不会为DIY玩家推出采用SOCKET LGA插槽式封装,把处置器和主板分隔来发卖的产物呢?

傅城我们会有这种打算,就是面向DIY玩家,可以让DIY玩家能更多地利用兆芯,进行测评,也有助于兆芯的成长。之前我们之所以采用FBGA封装,是因为初期的兆芯处置器首要面向办公用机,可以起到降低成本,提高靠得住性的感化。

在将来的DIY市场,兆芯会推出插槽类产物,当然我们的插槽会与AMD、英特尔的有所纷歧样,究竟?结果每种插槽都有本身的专利,我们会发现本身的插槽接口。兆芯将来也会很是正视DIY市场,专业级玩家多了,对兆芯也是一种很好的推广感化。

问:今朝兆芯的出产工艺已经是28nm了,达到不少消费级处置器的程度,那么兆芯利用的是哪家的28nm工艺?兆芯的出产工艺将来有没有明白的推进打算?

傅城兆芯的28nm工艺是从2013年做预研,2014年起头正式设计,客岁完成量产的。它的28nm工艺来自台积电,同时大陆华力微电子也在对28nm兆芯进行研发,来岁也可实现28nm量产并为我们供货,所以兆芯处置器的出产是毫无问题,且有坚实保障的。

同时,为下一代兆芯处置器开辟的16nm出产工艺也从2015年年底就起头预研,估计来岁流片, 2018年实现量产,将来16nm的兆芯处置器出产也首要会来自这两家厂商。

问:今朝兆芯CPU的频率在1.2GHz~2.0GHz摆布,功耗也比力低,最高甚至不跨越35W,那么若是将功耗晋升到与同级28nm处置器相当,兆芯的频率是否能做得更高?

傅城兆芯今朝在28nm产物上没有进一步的频率晋升打算,而在16nm上则会考虑。第一步估计先提高到2.5~3.0GHz,后续会不会插手主动超频手艺,不仅要看设计上的改善,还要看制造公司在出产工艺上能做多大水平的改善与共同。对兆芯来说晋升频率将是个挑战,但我们此刻也已经做了良多手艺预筹办工作,有决定信念实现这个方针。

问:从手艺规格来看,今朝兆芯ZX-C、ZX-C+处置器搭配的VX11PH、ZX-100S芯片组还采用了传统的南北桥设计,请问下一代兆芯处置器在这方面是否会做出改良?

傅城为了实现更高的传输效率、降低延迟,提高机能,鄙人一代代号为ZX-D、ZX-E的16nm兆芯处置器上,我们会将前面提到的图形GPU,以及DDR4内存节制器、PCIe节制器与其他一些高速接口十足都集成在处置器内部。届时主板就只剩一块集成SATA、USB、基带等低速接口的南桥芯片了,可以说那时兆芯的系统架构将完全追上国外的处置器平台架构。

另一方面,固然VX11PH与ZX-100S主板芯片组采用的仍是南北桥设计,但最新的ZX-100S在功能上会有所晋升。如ZX-100S可以撑持PCIe 3.0、USB3.0、SATA 6Gbps等当今首要传输总线与存储手艺,其规格也追上了当前主流主板的程度,已可以用于办事器、数据中间等对存储机能要求较高的平台。鄙人一代主板上,兆芯还会带来更多的惊喜。

问:此刻VR虚拟实际手艺越来越火,请问兆芯处置器可否知足当前最风行、最火热的VR应用?

傅城在这里可以透露,现实上我们此刻已经起头了与HTC的合作,将为HTC VIVE虚拟实际设备研发一种近似机顶盒的小型解决方案。这个VR盒子可以让用户在Windows操作系统下运行各类VR游戏,它的感化首要是处置游戏中的交互数据,传输媒体流,重活则交给远端的计较机,头盔则用于展示立体场景、游戏结果,可以以更低的成本知足玩家体验VR游戏的需求。

问:我们在兆芯的ROADMAP路线图上看到了下一代代号为“WUDAOKOU”的处置器,但却没有任何具体信息,请问可否透露一下它的手艺水准?

傅城“WUDAOKOU”现实上只是内部处置器架构的一个名称。今朝来看ZX-C处置器、ZX-C+处置器都已经实现了量产,后缀有“+”的处置器申明它与原型处置器都利用的是一代工艺,改善的首要是焦点的数目,或者对一些新的应用软件进行优化。一般来说“+”系列可以面向更为高端的应用,而原型处置器则首要针对小我应用。估计在后年2018年问世的下一代ZX-D处置器则会在架构、工艺、指令发射数目、焦点的布局上都做出重大变更。

问:我们知道像CPU厂商英特尔有一个TICK-TOCK如许的成长规划,即第一年推出工艺改良的产物,第二年推出架构大改的产物,请问兆芯当前有无近似成长策略?

傅城当然,为了包管兆芯处置器可以或许不竭地可持续成长,我们也有近似的成长策略。当前兆芯有两支团队,此中一支首要进行架构上的更新、验证,架构上的设计工作更新完后,再将它的研发功效交付给另一支产物组,产物组就会着手对这个手艺功效进行产物化。而架构组就起头进行下一代架构的预研,也就是说新架构交付的时辰,我们就可以做下一代设计,架构的进级周期差不多在一年到一年半,产物的换代周期差不多在一年。也就是说统一代架构可以衍生两代产物,产物差不多两年换一次架构。其工艺、架构的更新频率与TICK-TOCK很是附近。

点评

坦白地说,就当前产物来看,兆芯处置器同世界两大X86 CPU厂商的产物比拟还有些差距,但对于中国来讲,兆芯的问世,意义却十分重大。

起首在焦点芯片设计研发方面,兆芯是今朝国内独一把握处置器、配套芯片组和图形处置器三大焦点手艺的公司,把握着三大焦点芯片共计480万行代码,芯片的设计研发全数由本土员工构成的手艺团队在国内完成,实现了全数研发环节的透明可控。

更为关头的是,兆芯处置器撑持国外处置器所没有的国密算法指令集,可以轻松快速地对涉密文件进行加密或解密,拥有任何一款国外处置器都无法替代的平安机能。并且,兆芯处置器不只是待在尝试室里,更获得了上海市所属近400家单元,以及党政军办公和信息化等国度重点系统和工程中的应用,并获得了大量整机厂商的撑持。

跟着兆芯手艺的不竭成长,相信兆芯不仅将继续在专业市场获得优异的表示,在消费级CPU市场上,兆芯也将成为用户一个可以考虑的选择。

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真正走向市场化,揭秘中国兆芯X86处理器 (2017.01.02)

近年来,我们很欣喜地看到中国的处置器产物有了庞大的前进——从嵌入式范畴、平安应用、办事器范畴到超等计较应用,国产处置器的身影无处不在。但有所遗憾的是,之前的国产处置器大多应用在很是专业的范畴,一般很少涉足小我应用。是以为了让通俗人也能用到国产处置器,在颠末持久的计谋规划、手艺研发筹办后,我国的科研人员终于推出了多款针对办公、影音播放、数据存储,可以运行在包罗Windows、LINUX和大部门国产操作系统下的X86 CPU:兆芯。这意味着中国也有了与英特尔酷睿、AMD FX系列在手艺架构、应用功能相似的X86处置器产物。那么我们的X86处置器具备如何的手艺程度呢?

谁打造了中国X86 CPU?

此次开辟中国X86 CPU来自一家新兴企业——上海兆芯集成电路有限公司。该公司是一家成立于2013年4月的国资控股企业,其首要营业是为业界供给知足国度计谋需求、高机能、低功耗、低成本的芯片及配套解决方案。

兆芯之所以会将CPU作为主营营业,是因为兆芯承接了“核高基”国度重大专项,肩负着打造国产桌面通用处置器的重任。处置器是计较机、办事器等设备的焦点,把这个“焦点”紧紧把控在本身的手里,继而鞭策电脑、办事器等设备的周全国产化,办事国度互联网和信息化财产扶植,是“核高基”重大科技专项立项的目标地点。

在兆芯公司成立时的2013年,我们国度已经有了基于多种架构的国产处置器,好比采用MIPS架构的龙芯,采用Alpha 21164架构的申威处置器。基于分歧架构的处置器,它们的应用范畴也分歧,分歧架构的国产处置器在各自的范畴都已经有了显著的成就,这是整个行业值得光荣的工作。

可是,X86架构的CPU在桌面办公范畴占有绝对焦点的地位,当局、企业办公都离开不了X86整机和办事器。这种复杂的用户规模、凸起的平台兼容性让X86架构的这种地位在很长时候之内很难被撼动。然而以前我国没有本身的X86架构处置器,几乎全数要依靠进口。这不仅是我国集成电路财产成长的把柄,还会影响到我国的收集信息平安。是以兆芯公司选择专注X86架构,这不仅仅是看中了其复杂的用户规模和完美的平台、生态,更主要的是能为国度信息财产成长、以及需要收集信息平安的国度计谋规划做出进献。

兆芯处置器具备如何的手艺程度?

在颠末数年的潜心研究后,兆芯成功地迈出了X86高端通用芯片的国产化程序。自2014年初次推出基于X86架构的ZX-A双核处置器后,兆芯接下来完成了ZX-C四核处置器的全新架构和代码设计,并于2015年实现了ZX-C四核处置器的量产。同时,兆芯处置器也慢慢成立了完美的产物系统以及可持续性的成长策略。此中ZX-C已由单一的处置器进化为“开先”系列,包罗ZX-C四核和ZX-C+四核两类处置器,两者均基于28nm工艺,主频最高2.0GHz,兼容X86指令集,撑持CPU虚拟化手艺,ZX-C+四核处置器还撑持SM3和SM4高速国密算法指令。高速国密算法指令是由兆芯自立研发的一套算法指令集,不仅能大幅晋升SM3和SM4两种国密算法的运算速度,还让暗码学相关应用的开辟以及摆设和推广更为便利,这是市道上其他国外X86处置器所不具备的。

▲兆芯ZX-C处置器内部架构图,四颗焦点清楚可见。

▲兆芯ZX-C四焦点处置器,采用28nm CMOS工艺打造,尺寸为21mm×21mm的FBGA封装手艺。其CPU焦点采用超标量、多发射、乱序执行架构等设计,兼容X86指令,可撑持原生64bit系统,并撑持CPU虚拟化(VT)手艺。

▲ZX-C处置器型号、手艺规格一览,可以看到其四焦点、四线程设计、28nm出产工艺已与当前的主流X86处置器相差不大,也撑持SSE 4.2、AVX、AVX2等常用指令集。不足是其处置器频率稍低,内存节制器、PCIe节制器仍采用自力于CPU之外的设计,均集成在主板北桥芯片组内部,经由过程FSB总线与CPU通信。

对于一般消费者来说,他们是用不到SM3、SM4国密算法的,该算法首要嵌入到贸易、电信、金融应用中,并在这些应用成立通信信道的时辰,启用这两种加密算法。而在计较机应用中,国密算法例是首要庇护那些按保密律例定、涉及秘密的文件、党政机关文件,以及来自电子政务网的文件传输城市采用近似加密。传输的时辰软件本身就会进行加密,再到另一端进行解密。可是若是处置器不撑持SM3、SM4算法指令集,那么它们就会用软件加快进行加密、解密,速度会很慢。兆芯的ZX-C+处置器因为在硬件设计上先天就撑持SM3和SM4高速国密算法指令,是以其加密、解密速度会较着快于通俗X86处置器,从而有用提高办公效率。

按照兆芯在首都收集平安日系列勾当时代的现场演示来看,在利用高速国密算法指令的环境下,SM3的计较速度在3200Mb/s以上,SM4的计较速度也有近2400Mb/s的高水准表示,兆芯暗示这一成就领先其他国际主畅通用处置器平台2倍以上,这也是这款国产处置器所拥有的最大优势。

同时,兆芯还在四核处置器的根本上打造出了“开胜”系列,即ZX-C+八核处置器。规格方面,开胜系列处置器为28nm工艺,主频2.0GHz,撑持CPU虚拟化手艺和高速国密算求的产物或应用范畴,如兆芯多次展出的国产化云计较解决方案。基于开胜系列处置器打造的国产化云计较解决方案撑持主动化摆设,可以或许为超融合系统供给根本架构,撑持构建基于Windows或者LINUX的云办事,而且具备按需扩展和矫捷设置装备摆设特点,可以或许大大降低搭建成本。

▲ZX-C+处置器分为四焦点、八焦点两种,与ZX-C处置器比拟,ZX-C+处置器增添了对SM3、SM4国密算法的撑持。

值得一提的是,兆芯也为CPU成长出了配套的Elite图形处置器,并集成在主板芯片组里。兆芯认为Elite图形处置器的机能根基达到了英特尔桌面产物HD GRAPHICS的程度,部门机能优于它。其首要特色在于内置了良多硬解码的功能模块,嵌入了浩繁的音视频解码功能,可以轻松播放各类1080p全高清视频,当前兆芯处置器的Elite图形焦点已经被移植到了全上海的机顶盒里,也从侧面证实它具备优异的视频播放机能。而鄙人一代兆芯处置器上,据悉兆芯会将图形处置器集成在处置器内部,继续提高流处置器、TMU贴图单位、ROG光栅处置单位的规模,从而加强图形处置器的3D机能。当然要玩大型3D游戏的话,兆芯仍是建议用户采用自力显卡,16nm图形处置器最凸起的特色是其媒体播放功能会进一步加强,可以撑持HDMI 2.1,并拥有流利播放4K视频的能力。

▲已经问世的各款兆芯处置器与主板芯片组——此中ZX-A是兆芯较为早期的产物,ZX-B采用与ZX-A不异的微架构,但在国内代工流片。ZX-C与ZX-C+开先系列四焦点处置器采用了新一代微架构,是今朝的主力产物。代号为FC-1080的ZX-C+开胜处置器是一款面向办事器的八焦点处置器,而ZX-100S则是为以上CPU设计的配套主板芯片组。

此外,兆芯也为开先和开胜两大系列的ZX-C、ZX-C+处置器研发了最新的配套芯片组—兆芯ZX-100S。它撑持双通道、最大64GB DDR3 1600尺度电压或低电压内存,集成图形处置器,撑持DP、HDMI等高清输出尺度,具备USB3.0、SATA 3.0等常用接口,达到了国际主流水准。

以兆芯CPU为肇端的国产化财产链已经形成

固然处置器是电脑的焦点,但仅有一颗芯片成不了天气,企业的成长需要和财产内贸易伙伴进行共同努力。今朝兆芯已与国熟行业领军企业,在操作系统、工艺、固件、整机、嵌入式工控、网安等范畴共同努力,配合构建了一条从芯片研发出产、到硬件整合、到系统集成,再到应用和办事的完整国产化财产链。如兆芯与联想通力共同,成立了首个合适国际尺度的国产CPU整机出产线,并在该出产线上开辟出多款分歧形态的联想兆芯整机产物;包含中科方德、中标麒麟、普华在内的多家操作系统厂商,以及中电昆仑、百敖等国产定制BIOS供给商也均与兆芯告竣了计谋合作。

此外,WPS、达梦等软件开辟商,研祥、上海仪电等工控设备厂商,联想、火星高科、六合超云等办事器厂商以及网安范畴领头羊天融信,均在国产化财产链中与兆芯进行了深度的合作并推出成型案例。

▲频率为2.0GHz的兆芯ZX-C处置器在Windows7操作系统中可以被准确识别出型号。

在兆芯与行业龙头企业配合构建的国产化财产链内,除了国产化电脑等设备的设计出产和系统集成,兆芯和财产链伙伴还在晋升办公设备、应用软件的兼容性,以及完美办事和扩展应用范畴方面不竭尽力。国产化办公电脑现已撑持总计1000余款外设产物和5000余款应用软件,办事系统囊括11000多名产物办事工程师,笼盖全国跨越2000个县级城市。

最后,兆芯协同财产链伙伴在市场化方面也取得了必然的功效。兆芯ZX-C处置器自2015年4月量产以来,在桌面电脑范畴,兆芯ZX-C处置器已被联想、同方、仪电等国内整机厂商采用。基于兆芯ZX-C处置器的联想开天M6100台式机、开天A6100一体机、昭阳CF03笔记本等产物已经经由过程了国度强制性3C认证、能效一级认证以及中国节能认证、绿色情况标记认证,并正式入围当局采购的节能产物目次和绿色情况标记产物目次。

▲采用开胜ZX-C+八核处置器的联想通用办事器(上)与火星高科存储办事器(下)。

▲在近期举办的第四届中国科技城国际科技博览会,兆芯展出了多款采用兆芯处置器的整机产物,如这款采用中科方德操作系统的联想开天A6100国产一体机。

▲上海仪电出产的Biens微型台式机,可以采用Windows 7操作系统,并流利播放各类1080p全高清视频。

今朝,应用兆芯国产X86通用处置器的整机已先后在上海市所属的近400家单元正式应用,用户的现实应用,包罗电子政务系统、WPS办公、预算申报系统、网页浏览、视频播放等,总体试用环境获得了杰出的反馈。同时,应用ZX-C的整机今朝已在党政军办公和信息化等国度重点系统和工程中获得现实应用,并获得了“机能杰出,质量靠得住,可以或许知足现实工作需要”等反馈。

进军16nm,看兆芯若何演绎本身的将来

综上所述可以看到,我国的兆芯X86处置器不仅拥有四焦点、八焦点等多核设计,还获得了浩繁厂商的撑持,同时也获得了党政机关、国度企事业单元的普遍采用。那么兆芯处置器将来还会有如何的成长呢?我们通俗老苍生是否也能用上兆芯处置器?兆芯是否也会推出与英特尔、AMD近似,没有焊接在主板上,采用插针式封装、可供用户自由选择的处置器?
为此,MC小编出格对上海兆芯集成电路有限公司副总裁傅城博士进行了专访。

问:请问兆芯处置器有无考虑进入消费级市场的打算,即像AMD、英特尔的消费级处置器那样在零售端市场去发卖?

傅城今朝兆芯整机临时首要面向当局、企事业单元办公的首要原因在于办公用机的用途相对不复杂,可以较为轻易地进行优化。从功能上来看,兆芯处置器现实上已经完全可以进行视频播放、游戏、上彀等应用。

然而因为消费类软件的构成是八门五花,需要做多种优化,如调校软件和驱动,时候与筹办期一般比力长。若是处置器没有做响应的优化,在这些应用中固然可以利用,但在一些应用中不免会有出问题的潜在可能性。是以在消费级市场,兆芯还需要与上游软件厂商做匹配工作,需要较长的时候。我们会比及与软件厂商的磨合足够,练好内功后,再鼎力在消费级市场进行推广。不外为了知足那些对硬件感乐趣的玩家,我们管帐划起首针对DIY玩家推出一些兆芯产物。

问:从此刻来看兆芯处置器采用的是FBGA封装的,缺乏矫捷性,那么兆芯将来会不会为DIY玩家推出采用SOCKET LGA插槽式封装,把处置器和主板分隔来发卖的产物呢?

傅城我们会有这种打算,就是面向DIY玩家,可以让DIY玩家能更多地利用兆芯,进行测评,也有助于兆芯的成长。之前我们之所以采用FBGA封装,是因为初期的兆芯处置器首要面向办公用机,可以起到降低成本,提高靠得住性的感化。

在将来的DIY市场,兆芯会推出插槽类产物,当然我们的插槽会与AMD、英特尔的有所纷歧样,究竟?结果每种插槽都有本身的专利,我们会发现本身的插槽接口。兆芯将来也会很是正视DIY市场,专业级玩家多了,对兆芯也是一种很好的推广感化。

问:今朝兆芯的出产工艺已经是28nm了,达到不少消费级处置器的程度,那么兆芯利用的是哪家的28nm工艺?兆芯的出产工艺将来有没有明白的推进打算?

傅城兆芯的28nm工艺是从2013年做预研,2014年起头正式设计,客岁完成量产的。它的28nm工艺来自台积电,同时大陆华力微电子也在对28nm兆芯进行研发,来岁也可实现28nm量产并为我们供货,所以兆芯处置器的出产是毫无问题,且有坚实保障的。

同时,为下一代兆芯处置器开辟的16nm出产工艺也从2015年年底就起头预研,估计来岁流片, 2018年实现量产,将来16nm的兆芯处置器出产也首要会来自这两家厂商。

问:今朝兆芯CPU的频率在1.2GHz~2.0GHz摆布,功耗也比力低,最高甚至不跨越35W,那么若是将功耗晋升到与同级28nm处置器相当,兆芯的频率是否能做得更高?

傅城兆芯今朝在28nm产物上没有进一步的频率晋升打算,而在16nm上则会考虑。第一步估计先提高到2.5~3.0GHz,后续会不会插手主动超频手艺,不仅要看设计上的改善,还要看制造公司在出产工艺上能做多大水平的改善与共同。对兆芯来说晋升频率将是个挑战,但我们此刻也已经做了良多手艺预筹办工作,有决定信念实现这个方针。

问:从手艺规格来看,今朝兆芯ZX-C、ZX-C+处置器搭配的VX11PH、ZX-100S芯片组还采用了传统的南北桥设计,请问下一代兆芯处置器在这方面是否会做出改良?

傅城为了实现更高的传输效率、降低延迟,提高机能,鄙人一代代号为ZX-D、ZX-E的16nm兆芯处置器上,我们会将前面提到的图形GPU,以及DDR4内存节制器、PCIe节制器与其他一些高速接口十足都集成在处置器内部。届时主板就只剩一块集成SATA、USB、基带等低速接口的南桥芯片了,可以说那时兆芯的系统架构将完全追上国外的处置器平台架构。

另一方面,固然VX11PH与ZX-100S主板芯片组采用的仍是南北桥设计,但最新的ZX-100S在功能上会有所晋升。如ZX-100S可以撑持PCIe 3.0、USB3.0、SATA 6Gbps等当今首要传输总线与存储手艺,其规格也追上了当前主流主板的程度,已可以用于办事器、数据中间等对存储机能要求较高的平台。鄙人一代主板上,兆芯还会带来更多的惊喜。

问:此刻VR虚拟实际手艺越来越火,请问兆芯处置器可否知足当前最风行、最火热的VR应用?

傅城在这里可以透露,现实上我们此刻已经起头了与HTC的合作,将为HTC VIVE虚拟实际设备研发一种近似机顶盒的小型解决方案。这个VR盒子可以让用户在Windows操作系统下运行各类VR游戏,它的感化首要是处置游戏中的交互数据,传输媒体流,重活则交给远端的计较机,头盔则用于展示立体场景、游戏结果,可以以更低的成本知足玩家体验VR游戏的需求。

问:我们在兆芯的ROADMAP路线图上看到了下一代代号为“WUDAOKOU”的处置器,但却没有任何具体信息,请问可否透露一下它的手艺水准?

傅城“WUDAOKOU”现实上只是内部处置器架构的一个名称。今朝来看ZX-C处置器、ZX-C+处置器都已经实现了量产,后缀有“+”的处置器申明它与原型处置器都利用的是一代工艺,改善的首要是焦点的数目,或者对一些新的应用软件进行优化。一般来说“+”系列可以面向更为高端的应用,而原型处置器则首要针对小我应用。估计在后年2018年问世的下一代ZX-D处置器则会在架构、工艺、指令发射数目、焦点的布局上都做出重大变更。

问:我们知道像CPU厂商英特尔有一个TICK-TOCK如许的成长规划,即第一年推出工艺改良的产物,第二年推出架构大改的产物,请问兆芯当前有无近似成长策略?

傅城当然,为了包管兆芯处置器可以或许不竭地可持续成长,我们也有近似的成长策略。当前兆芯有两支团队,此中一支首要进行架构上的更新、验证,架构上的设计工作更新完后,再将它的研发功效交付给另一支产物组,产物组就会着手对这个手艺功效进行产物化。而架构组就起头进行下一代架构的预研,也就是说新架构交付的时辰,我们就可以做下一代设计,架构的进级周期差不多在一年到一年半,产物的换代周期差不多在一年。也就是说统一代架构可以衍生两代产物,产物差不多两年换一次架构。其工艺、架构的更新频率与TICK-TOCK很是附近。

点评

坦白地说,就当前产物来看,兆芯处置器同世界两大X86 CPU厂商的产物比拟还有些差距,但对于中国来讲,兆芯的问世,意义却十分重大。

起首在焦点芯片设计研发方面,兆芯是今朝国内独一把握处置器、配套芯片组和图形处置器三大焦点手艺的公司,把握着三大焦点芯片共计480万行代码,芯片的设计研发全数由本土员工构成的手艺团队在国内完成,实现了全数研发环节的透明可控。

更为关头的是,兆芯处置器撑持国外处置器所没有的国密算法指令集,可以轻松快速地对涉密文件进行加密或解密,拥有任何一款国外处置器都无法替代的平安机能。并且,兆芯处置器不只是待在尝试室里,更获得了上海市所属近400家单元,以及党政军办公和信息化等国度重点系统和工程中的应用,并获得了大量整机厂商的撑持。

跟着兆芯手艺的不竭成长,相信兆芯不仅将继续在专业市场获得优异的表示,在消费级CPU市场上,兆芯也将成为用户一个可以考虑的选择。