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作者: wu.hn8401
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[業界新聞] 龍芯實現橋片和GPU自主化 長征之路又前進

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wu.hn8401 發表於 2017-10-23 11:18:11 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
在10多年前,與X86 CPU適配的橋片還有不少廠家,像美國英偉達、中國臺灣的VIA、SIS也曾經做過橋片,VIA的橋片曾經賣的非常火爆,甚至一度佔據過相當大的市場份額。由於VIA拒絕停產一些與Intel處理器針腳或匯流排相容的處理器產品,其佔據的較大橋片市場份額也使Intel損失了部分利益。在2006年3月31日,Intel對VIA的技術授權到期之後,Intel選擇了不再與VIA續約,這直接導致當年VIA緊急向客戶發出“威盛FSB-133處理器停產通知補充說明書”,表示因與Intel協商相關匯流排使用授權問題,將自2006年3月31日以前停產FSB-133/100/66型號嵌入式處理器。在遭到Intel專利大棒之後,VIA的CPU和橋片都遭到了毀滅性打擊,Intel也逐漸將橋片收入囊中。

不僅僅是Intel重視橋片,從AMD過往的歷史中也能看出,其對橋片非常重視。雖然AMD也曾經開發過AMD750、AMD760等產品,但在AMD760之後,AMD在一段時間內停止了桌面領域後續產品的研發,把主要力量集中到CPU和伺服器主機板的研發上,而在桌面橋片市場,由VIA和英偉達等公司為AMD供貨。

在AMD研發出K7之後,在整個K7時代,AMD也沒有針對民用市場的橋片,民用市場上支持的AMD橋片主要來自VIA、SIS和英偉達。不過,在AMD收購ATI之後,則重新在橋片上發力。並大力推廣3A平臺概念,不僅將VIA、SIS和英偉達的橋片逐出市場,還使3A平臺概念“深入人心”,以至於不少網友在DIY電腦時調侃“3A平臺神秘加成”。

從上述的例子可以看出,像Intel、AMD這樣非常成功的CPU公司,都非常重視橋片,哪怕橋片掌握在自己的重要合作夥伴手中,也依然不放心。因為橋片代表平臺,Intel就是通過控制橋片和主機板控制平臺,進而獲取更高的利潤。畢竟單純一塊CPU就那麼多錢。用橋片可以控制主機板,並採用“換針腳大法”讓用戶不斷升級。這其實和手機不讓換電池,在電池老化後逼迫用戶換手機是一個道理。

正是因此,CPU公司必須要動用一切手段將其收入囊中,而像DEC、SUN、惠普(PA-RISC)這些在GPU和橋片缺乏建樹的公司最後都銷聲匿跡了。像Intel、AMD這些掌握了CPU、GPU、橋片的公司才能在市場競爭中存活下來。

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橋片和GPU不再是龍芯的短板
一直以來,龍芯的CPU部分具有非常高的自主性,可以做到除了使用流片廠家提供的標準單元庫、Memory Compiler生成的RAM、低速IO單元以及efuse單元以外,包括鎖相環、HT PHY、DDR2/3 PHY、多埠寄存器堆、CAM、溫度感測器等巨集單元都是龍芯自己定制的,沒有使用任何協力廠商的巨集單元模組。與國內一些雖然宣傳是“中國芯”,但大量購買境外模組做集成的廠家形成鮮明對比。

相對而言,橋片和GPU是龍芯短板。在過去很長一段時間,與龍芯CPU相配套的是AMD的晶片組。一片龍芯3號CPU需要1片AMD RS780E北橋和1片AMD SB710南橋做適配,這不僅使龍芯在橋片上受制於人,還增加了龍芯電腦的整機成本。而且AMD RS780E北橋和AMD SB710南橋相對古老的製造工藝,以及其搭載的GPU,已經越來越跟不上時代了。

誠然,在此之前,龍芯也有自主可控的3A3000 CPU+2H橋片方案,不過作為龍芯的第一款橋片,龍芯2H不夠成熟,加上把2H作為橋片是不得已而為之,頗有趕鴨子上架的嫌疑。就性能來說,龍芯3號CPU+2H橋片方案是不如採用龍芯3號CPU+AMD晶片組方案的。

此外,功耗、成本、降低商業風險和資訊安全風險也是龍芯開發自己橋片的重要原因。雖然CPU是大腦,發出指令的指揮者作用,而橋片只是一條通路,採用AMD的橋片風險小,但依舊有一定安全風險,這也是龍芯會開發龍芯3號CPU+2H橋片方案的原因。而在開發出性能更好,且完全自主的橋片之後,則能解決使用AMD橋片帶來的資訊安全隱患。

就功耗來說,由於AMD RS780E北橋和AMD SB710南橋相對古老的製造工藝,加大了龍芯整機系統的功耗,而隨著時代的進步,龍芯7A則可以使用相對先進的製造工藝,這能使橋片的功耗從15瓦左右,降低了5-7瓦。

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龍芯首席科學家胡偉武

就成本來說,畢竟買別人的東西一般會比用自己的東西成本更高,這也是為什麼龍芯首席科學家胡偉武曾表示,在用自己的橋片之後,整機的成本可以控制的更好的原因。而且靠人人跑、靠山山倒,將橋片寄希望於AMD是不切合實際的,因為一旦AMD橋片停產,就會對龍芯造成很大的衝擊。

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龍芯7A橋片著眼於滿足用戶需求
根據龍芯官方資料介紹:龍芯 7A 1000通用套片是面向伺服器及高端桌面領域的龍芯 3 號系列處理配套橋片,採用40nm製造工藝,採用FC-BG804封裝。該橋片集成一路HT3.0用於連接龍芯3號系列處理器,其它的主要週邊介面包括兩路 x8 PCIE2.0、兩路 x4 PCIE2.0、四路SATA2.0、六路 USB2.0、兩路 DVO顯示介面、64 位元 DDR2/3,及其它各種小介面。該橋片可以滿足部分伺服器及桌面領域應用需求,並為其擴展應用提供相應的介面。

從官方的介紹中可以看出,這款橋片的介面比較古老,而且採用相對老舊的40nm製造工藝。而龍芯自主研發的GPU其2D性能基本優於過去使用AMD晶片組中集成的GPU,但3D性能還是非常一般。

由於龍芯目前主要針對工控等行業應用和黨政軍場景,這些場景對性能要求一般不高,更看重穩定性,因而這些相對老舊的介面也能滿足使用者的需求。少數對性能有較高要求的場景下需要3D性能和好的顯卡,也可以選擇插獨立顯卡,畢竟AMD有幾款顯卡Linux下驅動是開源的。在中國國產GPU性能非常有限的情況下,外插AMD獨顯,也是無可奈何的選擇。

目前,龍芯的合作夥伴已經開展龍芯3A3000+7A1000的模組和主機板產品設計,想必在不久的將來就會有相關產品問世。在擁有了自己的7A1000橋片之後,龍芯實現CPU、橋片和GPU上完全自主化,打通了CPU產業鏈上每一個環節。不僅可以使整機平臺的功耗和成本變得更低,還能不懼怕AMD停產晶片組,並降低在資訊安全方面的風險,龍芯的長征之路將不再有任何掣肘。

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