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科工力量:龙芯3A4000工艺不变性能翻倍,怎么做到的?
最后更新: 2019-12-26 09:30:01另外,选择28nm工艺与龙芯的发展规划也有很大关系,按照龙芯的规划,是一代提升工艺,一代提升CPU核,龙芯3A2000、3A4000都是提升CPU核,3A3000和3A5000是提升制造工艺,选择28nm这样比较成熟的工艺,有助于降低CPU核升级中不确定因素带来的风险,一旦发现问题,改进设计缺陷后重新流片的成本也低。在GS464V经过3A4000验证后,就可以直接升级工艺流片,这样就能降低3A5000研制的风险,提升3A5000的研发进度。某种程度上,3A4000其实是3A5000的垫脚石,为3A5000的研制做验证。
展望龙芯3A5000
在龙芯3A4000的CPU核经过实践验证后,龙芯3A5000流片也水到渠成。此前,采用12/16nm的龙芯3A5000的测试片已经完成流片,这足以说明采用先进工艺流片对龙芯而言没有什么技术障碍,完全只是钱的问题,在当年开始研发3A4000的时候,龙芯财力有限,而且12/16nm工艺流片成本很贵。随着12/16nm工艺流片费用下降,以及龙芯这几年营收的增长,龙芯也有能力采用12/16nm工艺流片。参考龙芯3A2000到龙芯3A3000工艺升级的进度,龙芯3A5000的进度也会比较快。根据现场发布的PPT,龙芯3A5000将在2020年中流片,最迟年底前就会有成品。
必须说明的是,3A4000的工艺是28nm,潜力很大,换12/16nm工艺提升主频就能把单核性能提升到25分——龙芯3A5000对内核小改后,换12/16nm工艺,性能有望达到25至27分,龙芯PPT里30分的规划偏乐观。
另外,PPT上还有一个点值得关注,那就是龙芯7A2000桥片,龙芯7A1000桥片只是解决有无问题,一些接口都显得比较有历史的厚重感,而7A2000桥片则进行了升级,并搭配龙芯3A/B5000于2020年下半年问世。
从龙芯的发展历程看,可以很清晰的看出一条CPU迭代演进和IPC提升的轨迹。龙芯选择一代提升微结构,一代提升工艺,2012年以前的龙芯3A1000和龙芯3B1500,其IPC为3/G左右(定点),2015年的3A2000是微结构升级,IPC为6.5/G,2016—2017年3A3000是小改微结构后升级工艺,IPC为7+/G,2019年的3A4000是微结构升级,IPC则达到了10+/G。
这种一步一个脚印的发展轨迹,是国内那些宣称自主研发的ARM CPU所不具备的。那些技术引进的ARM CPU,第一款产品往往是横空出世,之后IPC多年提升有限,这种现象与其宣称是完全自主研发、自主可控是存在一定出入的。一些ARM CPU采用先进工艺后,在性能上反而被龙芯用老旧工艺反超,足以说明自主研发虽然道路更加坎坷,但发展后劲更足。
(作者微信公众号 tieliu1888)
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