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|龙芯之路虽辛苦 吹尽狂沙始到金( 二 )


其次 ， 龙芯CPU产品市场化运作受限学院派体制 。龙芯团队技术骨干大多都是计算所的研究员或高级工程师 ， 研究人员更加倾向于做开创性研究 ， 龙芯做产品是要补齐短板 ， 产品完善是非常枯燥乏味的 ， 和研究人员做科研完全不同 。
最后 ， 软件生态和产业联盟成为龙芯产业化的最大障碍 。美国Intel公司的CPU能够垄断市场 ， 一方面是因为Intel CPU性能卓越的因素 ， 另一方面也是因为Intel构建起了软件生态和产业联盟 。具体来说 ， Intel公司只需要研发CPU ， 操作系统由微软开发 ， 主板由华硕、微星等台系厂商完成 ， 戴尔、惠普、联想等公司做整机 ， 甲骨文等一批厂商做数据库、中间件 ， 众多软件厂商做应用软件 。正是软件生态和产业联盟使Intel公司在个人电脑和服务器CPU领域称霸全球 。而龙芯在这方面 ， 几乎是一片空白 ， 这使龙芯的产业化之路异常艰辛 。
|龙芯之路虽辛苦 吹尽狂沙始到金
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第三部分：破釜沉舟 ， 明确方向 ， 提升技术水平
面对困难 ， 龙芯并没有气馁 ， 而是迎难直上 ， 见招拆招 。
针对办企业和做研究不一样的问题 ， 龙芯的解决之策是要求绝大多数技术骨干都从计算所辞职 ， 像张戈25岁就已经是副高职称 ， 是学术上很有前途的苗子 ， 也毅然从计算所辞职 ， 大家必须呕心沥血 ， 破釜沉舟做芯片 。
在理顺了体制机制问题之后 ， 龙芯调整了研发导向 ， 彻底从做研究转变到做产品上：
一是龙芯1号系列结合特定应用 ， 如石油、流量表等研制专用芯片 ， 因为专用芯片产业链短 ， 容易形成技术优势并快速形成销售 。
二是龙芯2号系列SOC芯片不追求“大而全”的复杂度 ， 而是重视结合用户需求定义芯片 ， 以及SOC片内互连的通畅性 。
三是龙芯3号系列多核CPU不追求CPU核的个数 ， 或某项特定性能 ， 而是大幅度提高单核性能 。放弃高性能机专用CPU的研制 ， 暂停16核处理器研制 ， 重点把双核、四核处理器做精做透 。
在2012年年底 ， 龙芯开启了3A2000 的研究 ， 放弃了过去过于看重某项指标的做法 ， 转而专注于提升单核性能 。
这里专门说明一下单核性能的重要意义 。由于在桌面环境 ， 程序大多是串行的 ， 这直接导致如果单核性能上不去 ， 堆核心数毫无意义 ， 即便做出了八核CPU ， 往往会导致“一核有难 ， 七核围观”的情况 。
AMD的CPU过去几年一直被压着打 ， 就是因为单核性能明显逊色于Intel 。在锐龙CPU和新内核Zen问世之后 ， 之所以AMD的市场份额有所回升 ， 也是因为单核性能上缩小了和Intel的差距 。
提高处理器单核性能 ， 提高主频和优化芯片微结构不可偏废 ， 只把主频做高 ， 而忽视芯片微结构设计是会出大问题的 ， 这方面最典型的案例就是Intel的奔腾4处理器 ， 虽然拥有很高的主频 ， 但在微结构设计上存在很大不足 ， 因而获得“高频低能”处理器的称号 。
而要提升主频 ， 一方面可以通过物理设计优化实现 ， 另一方面可以通过采用更好的制造工艺提升晶体管集成度来实现 。
而优化芯片微结构设计 ， 实现CPU性能的飞跃 ， 就非常考验一个CPU设计团队的功底了 。微结构也就是CPU的内核 ， 现在大家经常听到的四核、八核CPU ， 就是把四个、八个CPU的内核集成到一片硅片上 。
处理器的核心技术在于：cache一致性协议 ， 存储一致性模型 ， 可扩展性结构 ， 多核的片上互连结构 ， 多路的互连结构 ， 访存的通路 ， IO的互连结构等等 。
从处理器核的设计角度 ， 多端口的访存 ， 低延迟高带宽的cache ， 高精度的分支预测器 ， 高效率的预取机制 ， 用于挖掘指令级并行性的大框架 ， 用于挖掘数据级并行性的高宽度simd ， 用于挖掘线程级并行性的多线程机制 ， 处理器低功耗技术 ， 以及各种处理器设计涉及到的电路技术和工艺磨合等技术都是非常关键的 。而这些技术细节则是龙芯攻关的重点方向 。


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