2024人阅读
集成电路及CPU设计（14）
这些天一直在看的cpu设计方面的几本电子书，感觉非常好，所以放在这里：《The VHDL Cookbook》Peter J. Ashenden Dept. Computer Science University of Adelaide South Australia& 1990, Peter J. Ashenden& 这本书非常的基础，对VHDL进行了描述，而且后面的DP32CPU的例子，描述结构非常清晰，对CPU的设计有很大帮助，虽然是英文版本，可从头到尾读了一下感觉。《Digital Logic and Microprocessor Design With VHDL》 Enoch O. Hwang La Sierra University, Riverside& 对CPU设计所用到的组合逻辑电路和时序逻辑电路进行了详细的描述，而且从控制单元，数据路径，状态机等方面进行了专用CPU和通用CPU的设计说明，对偶很有启发。《The VHDL Golden Reference Guide》 DOULOS Church Hatch,22 Market Place,Ringwood.Hampshire.BH24 1AW England.& 作为VHDL的参考书很不错的。《FPGA数字电子系统设计与开始实例导航》& 对IIC，UART，USB等核的结构和Verilog Hdl实现做了详细的说明，对于实际工程来说非常有用。&
&&相关文章推荐
* 以上用户言论只代表其个人观点，不代表CSDN网站的观点或立场
访问：213470次
积分：3154
积分：3154
排名：第10450名
原创：84篇
转载：36篇
评论：46条
(5)(1)(1)(1)(2)(3)(5)(3)(1)(2)(6)(4)(10)(7)(4)(4)(4)(4)(7)(1)(2)(2)(6)(3)(1)(1)(2)(2)(6)(8)(2)(2)(2)(2)(3)(1)各位大神们。学设计用什么样的c处理器好？【组装电脑吧】_百度贴吧
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&签到排名：今日本吧第个签到，本吧因你更精彩，明天继续来努力！
本吧签到人数：0成为超级会员，使用一键签到本月漏签0次！成为超级会员，赠送8张补签卡连续签到：天&&累计签到：天超级会员单次开通12个月以上，赠送连续签到卡3张
关注：723,906贴子：
各位大神们。学设计用什么样的c处理器好？收藏
如题。跪求大神解答，
登录百度帐号推荐应用前几天看到一个节目，关于津巴布韦的通货膨胀的。&br&&br&以前津巴布韦的70%土地在极少数的白人手中，后来政府强制从白人手中夺走土地，分给黑人，导致白人纷纷逃到国外，政府的做法也导致了其他国家对它的封锁。&br&&br&黑人拿到土地之后，由于没有技术，导致很多土地种植不了，饥荒饿死了很多人。&br&&br&后来政府更是大量印制钞票，最终通货膨胀到100万亿津巴布韦元=40美分。&br&&br&而且印一张100万亿的津巴布韦元的成本超过了100万亿津巴布韦元。&br&&br&现在是有9种法定货币（包括人民币）在津巴布韦流通，而本国的货币不用了。&br&&br&&b&结论：有时候，把强者干掉，不一定弱者就能变强。把Google干掉，百度如何？&/b&
前几天看到一个节目，关于津巴布韦的通货膨胀的。 以前津巴布韦的70%土地在极少数的白人手中，后来政府强制从白人手中夺走土地，分给黑人，导致白人纷纷逃到国外，政府的做法也导致了其他国家对它的封锁。 黑人拿到土地之后，由于没有技术，导致很多土地种…
&p&国产CPU分这么几类吧：&/p&&p&先不谈制造，只说CPU设计：&/p&&p&1. 龙芯这种从下到上都是自主设计，指令集虽然是模仿的，但也勉强算是自主的，现代CPU架构下指令集的差异性已经不大了。&/p&&p&2. 用开源的硬件方案的，代表类型有SPARC架构下的一些CPU，比如神舟飞船上用的就是这类，拿别人开源的东西改改就可以用了。&/p&&p&3. 直接买别人的硬件方案，这了指的是买了全套东西的那种，代表类型有alpha架构，也就是申威系列，太湖之光用的。&/p&&p&4. 拿别人的授权，然后生产CPU的，代表类型是华为海思这种，拿到ARM的授权，然后重新设计的，虽然ARM会提供公版，但像拿来直接用还是有点难度的。&/p&&p&5. 破解、抄袭、打磨别人家的CPU的，有一些研究所在做。&/p&&br&&p&以上只是分类，就现状来说：&/p&&p&龙芯这种其实意义是最大的，基本上把CPU设计中所有的水都试过，虽然也出过能跑Linux的桌面版本，但整体技术来说有点落后，并且市场前景也不乐观，MIPS自己都快死了。&/p&&p&龙芯肯定会活着，至少作为国家战略的技术储备，也会有人让它活着，但活的好不好就难说了。玩硬件太烧钱了，看Intel挣的多，烧的钱更多。&/p&&br&&p&SPARC和alpha其实在实际中差不多，一种是开源的，另一种是整体买过来的。问题在于，不管是开源还是买的，基本上搞不到太好的东西，虽然申威拿到的超算的第一，但申威自身的问题很多，比如内存设计就很弱，适合做并行计算，但不适合民用。当年太湖之光拿下超算第一的时候，很多人觉得国产CPU成气候了，其实不是那么一回事，民用领域对单核性能要求很高的，申威的单核可能还不如龙芯（没研究过具体数据，可能有偏差），申威的优势在于浮点性能强悍，但普通用户要那么强的浮点性能干嘛？&/p&&p&SPARC多用在航天领域，欧洲人一直在用，我们在后面跟着学（之前写的有误，老美用的是PPC，欧洲人用SPARC），我们自己造的SPARC整体上还是有一定的差距，如果只是使用的话，已经足够了。&/p&&p&再次强调，这两类不太适合民用。&/p&&br&&p&第四类就是拿授权，自己设计Soc之类的，这类包含很多，广义一点来说，兆芯（x86）、飞腾（ARM）、海思（ARM）、展讯（ARM）等等，好像PPC指令集在国内也有拿到授权的。龙芯拿到MIPS授权以后，其实也可以归到这类，但毕竟龙芯早期确实是全自主设计，只不过是“兼容”MIPS指令，而且龙芯发布的年代国内缺人缺钱，条件要困难的多。&/p&&p&狭义的看，像兆芯这种其实不算，因为没有什么自主性可言，其实就是VIA，但要是哪天VIA卖给国内也许不是什么坏事，起码可以合法生产x86的CPU了（评论里说最新的兆芯已经重新设计IP了，如果这样就跟海思之类的差不多）。&/p&&p&拿到的授权不同，自主的程度也不一样，有些可以做深度定制，有些就只能简单改改，因为这类厂商实在是太多了，我了解的不全，不好一一评价。但我个人认为，从商业化的角度上看，这条路是最好走的。兼容性上没有门槛，前期不需要烧特别多的钱（但也不少），对于商业化来说相对比较容易。&/p&&br&&p&最后一类是拿别人的片子搞破解抄袭之类的，基本没有什么市场可言，要么是打着科研的旗号，要么打着国防的旗号，要么就是纯粹骗钱，当然可能两三种情况并存的也有。还有，特别注意区别一下龙芯是自己做出来的，汉芯是靠打磨骗钱的，两个不是一回事。&/p&&br&&p&以上都是CPU设计方面的。&/p&&br&&p&生产方面，国内芯片工艺相对落后，光刻机被卡着脖子，高端的芯片生产不了。这里的芯片类型包括但不限于CPU、内存、Flash存储等，低端的可以做一些，高端的基本没戏。设计CPU已经很烧钱了，造CPU就更烧钱，这方面除了收购别人已经没有捷径可言，可是稍微好点的又限制中国收购（镁光），龙芯过去都是委托别人制造的。&/p&&p&光刻机虽然是别人不卖，但主要原因还是工业积累的时间不够长。从科技树的角度上看，光刻机依赖于高精度机床、高精度光学设备（镜片），这些东西国产的都不行，说到尼康，都知道是做单反的，其实尼康还做光刻机，而国内就没有这样的企业，所以国产光刻机的路还很漫长。&/p&&br&&p&以上是关于CPU的。&/p&&p&-----------------------&/p&&p&说的到国产操作系统，这个话题就太大了，因为广义上说国产操作系统太多了。&/p&&p&大致分这么几类：&/p&&p&1. 全自主设计的；
2. 拿开源的改的；
3. 合法的拿闭源的改的；
4. 不合法的。&/p&&p&以上所有大类又可以细分为民用市场和专用领域两大块，其中2、3条又分为改logo改皮肤的，以及深度定制的。&/p&&p&软件不像硬件那么好界定，毕竟指令集什么的，是一下就能看出来的，软件想要搞清楚究竟是借鉴还是抄袭还是原创，有一定难度。&/p&&p&下面挨个细说一下：&/p&&br&&p&全自主设计的，这个怎么说呢，要说多，也非常多，一个计算机专业的本科生或者研究生，水平高的就能自己搞一个简单的内核，16位的、32位的、64位的，基于SMP/SMT的，甚至带虚拟化的，我自己都写过类似的东西。难度一点也不高，但操作系统重要的是生态，这方面全自主设计的国产系统基本上是零。&/p&&p&全自主设计的国产系统，一般都在专用领域，总之民用的不多见，比如嵌入式的DJYOS（我不是太了解，只是听说）等等。&/p&&br&&p&拿开源的改的，是国产系统里最常见的方式，因为这样可以避免生态系统的困局，但也很容易招骂，比如过去的麒麟、红旗之类的。基本上都是改Linux，或者BSD系列。这里也有一些深度定制的，比如deepin之类的。&/p&&p&安卓家族从广义上说也是这类，几家手机厂商都在搞，另外像阿里云之类的也属于类Linux系统。&/p&&p&普通用户接触的“国产”操作系统，大部分属于拿开源的改的这一类。同时，在超算、嵌入式领域，这种思路也行得通。&/p&&br&&p&合法拿闭源的改的，这类里也有不少，只不过很多人不了解。跟硬件一样，软件一样可以拿到完整的授权（源码级），然后就可以自己DIY了，只不过要掏很多钱，代表类型是VxWorks这类，在嵌入式里很常见。我在上家公司做交换机的时候，OS的核心也是买的。&/p&&br&&p&还有一类是不合法的，但这种却没人管，因为管不了，主要集中在国防，航天军工这类行业里。前面我已经说了，国内喜欢抄老美的方案，不管硬件还是软件，硬件的CPU抄完，操作系统也跟着抄，但因为不敢明面上直接抄，只好打着兼容XXX系统这种旗号了，究竟这类系统是全自主的还是全抄袭的还是混合的，我也搞不清楚，民用领域很难接触到，不做评价。&/p&&br&&p&就出路而言，2、3、4其实差不多，论自主可控程度，基本上都是一致的（都有源码）。别觉得抄的东西不一定就好，其实抄别人的，本身也不那么容易，抄好了反过来把对方吞并，也不是不可能。&/p&&p&有些领域因为要紧跟着老美的步伐，不得不采用抄袭的方式，这其实是一种省钱办事的好方法，自己去试水需要付出的时间和金钱的代价都太大，本来我们就落后，再挨个试水，差距只会越来越大。&/p&&p&有人会说源码不是中国人写的，不安全。我想说的是：源码都给你了你还觉得不安全，那什么是安全？中国人自己写的就安全无bug？简直是笑话。是从头写一个操作系统更容易更稳定，还是拿现有的源码研究更容易更稳定？&/p&&p&至于民用系统，走Linux的路子其实也没什么问题，将来国内企业有钱了，保留Linux上层API，把内核换了就完事了，况且Linux社区里华人的贡献也不少呢。Linux是属于全世界的。&/p&&br&&p&同时，也别把国产系统想的多么重要，从科技树的角度上看，国产系统依赖国产硬件，国产硬件依赖国产工业设备（机床、光刻），先把依赖性搞清楚了再看看哪个才是最重要的。真有一天美国对中国搞技术封锁了，最大的问题是芯片，而不是什么操作系统之类的东西。&/p&&p&而且建立一个完善的生态系统需要很多很多钱，可能是几倍十几倍三峡工程、京沪高铁的钱，国内缺钱的地方很多，搞IT的千万别觉得自己是个程序员，国内的所有资源都应该投放到软件行业。代码不能当饭吃，代码不能当水喝，代码也不能给谁生孩子。&/p&
国产CPU分这么几类吧：先不谈制造，只说CPU设计：1. 龙芯这种从下到上都是自主设计，指令集虽然是模仿的，但也勉强算是自主的，现代CPU架构下指令集的差异性已经不大了。2. 用开源的硬件方案的，代表类型有SPARC架构下的一些CPU，比如神舟飞船上用的就是这…
update：快递不收，水表已拆！我就是要搞个大新闻！&br&&br&会出现以下几个现象：&br&1.cpu审批办公室。贪腐成风，而且尾大不掉，想去掉cpu审批都下不了手了，因为会导致很多人下岗。&br&2.cpu审批代理公司。一般跟上面的办公室有密切的金钱关系，甚至就是这些办公室开的。通过代理很容易申请，但是要交不少钱，如果不通过代理，自己申请，有的地方根本申请不下来，有的地方申请之后要等很久，申请过程中各种乱七八糟的材料搞得人都要崩溃。&br&3.慢慢地，人们通过各种手段悄悄使用了外国的cpu，办公室也睁一只眼闭一只眼，但一旦他们缺钱，或者你有zz问题，或者就是看你不顺眼，他们就可以以此为借口要么罚你倾家荡产，要么把你弄进监狱不能再发声。
update：快递不收，水表已拆！我就是要搞个大新闻！ 会出现以下几个现象： 1.cpu审批办公室。贪腐成风，而且尾大不掉，想去掉cpu审批都下不了手了，因为会导致很多人下岗。 2.cpu审批代理公司。一般跟上面的办公室有密切的金钱关系，甚至就是这些办公室开的…
很好奇多少人是看完了全文的。&br&&br&&blockquote&&p&&strong&观察者网：&/strong&那您觉得政府应该做什么呢？&/p&&br&&p&&strong&胡伟武：&/strong&我希望政府不要过多的干涉，政府很喜欢干啥，看谁弱一点，或者不行了，就去扶他一把，看他能自主发展了，就去帮弱的，而且帮助力度还非常大，发展的好的CPU公司靠自己努力取得的优势一下子就被行政力量抹平了，这对能摆脱政府扶持，自主发展的CPU公司非常不公平，搞的竞争法则不起作用了。&/p&&br&&p&&strong&政府应该干啥，应该在黑暗森林里围个篱笆墙，构建一个小森林，把国外芯片挡一挡。&/strong&进入小森林的CPU公司必须严格界定，什么是自主的，什么是可控的，必须有统一的标准，把真正自主可控的放进小森林，小森林里玩的是市场竞争的丛林法则。让国内各家CPU公司在小森林里适者生存的竞争——谁的产品好，谁的服务好，就选谁的产品，政府不要去干涉。在市场竞争中练出自己的体格，最后的胜出者踏着失败者的尸体成长壮大后，再打破藩篱，和黑暗森林里的国外产品竞争。&/p&&br&&p&另外，国内CPU公司不要盯着自己人，要盯着Intel、IBM，整天盯着自己人是没出息的，要有和国外巨头争高下的胆略和能力。&/p&&/blockquote&
很好奇多少人是看完了全文的。 观察者网：那您觉得政府应该做什么呢？ 胡伟武：我希望政府不要过多的干涉，政府很喜欢干啥，看谁弱一点，或者不行了，就去扶他一把，看他能自主发展了，就去帮弱的，而且帮助力度还非常大，发展的好的CPU公司靠自己努力取得…
首先，虽然1/3和1/6都是无限循环小数，但在CPU里，位数都是有限的，参见：&a href=&///?target=http%3A///view/339796.htm& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&浮点数_百度百科&i class=&icon-external&&&/i&&/a&，英语好的可以看&a href=&///?target=http%3A//en.wikipedia.org/wiki/Single-precision_floating-point_format& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&Single-precision floating-point format&i class=&icon-external&&&/i&&/a&&br&&br&所以实际上1/3和1/6在内存里不是长度无限的，具体来说，以gcc 481作为测试环境的话，大概是这样的：&br&&div class=&highlight&&&pre&&code class=&language-text&&1/3在内存里是0x3eaaaaab
1/6在内存里是0x3E2AAAAB
&/code&&/pre&&/div&这两个数字如果换算成十进制小数，那么应该是：&br&&div class=&highlight&&&pre&&code class=&language-text&&1/3 =& 0.5
1/6 =& 0.75
&/code&&/pre&&/div&也就是说，这两个数本身在内存就是不精确的。&br&&br&因为计算机内部都是二进制的，这两个数值用二进制表示是这样的：&br&&div class=&highlight&&&pre&&code class=&language-text&&1/3 =& 0.
&/code&&/pre&&/div&现在计算机做浮点都是硬浮点，那么具体的计算过程都是由CPU来完成的。&br&&div class=&highlight&&&pre&&code class=&language-text&&1/3+1/6 = 0. + 0.
&/code&&/pre&&/div&具体过程：&br&&div class=&highlight&&&pre&&code class=&language-text&&
--------------------------------
&/code&&/pre&&/div&因为这个时候精度已经多出一位了，此时CPU要做一个取舍，根据Intel的手册（参见这里&a class=& wrap external& href=&///?target=http%3A///kssd/pediy12/94153.html& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&浮点处理和指令编码(更新完毕)&i class=&icon-external&&&/i&&/a&）&br&&br&（注：实际CPU未必是这种位对齐的算法，具体要看硬件实现）&br&&br&这种情况下，最后的位数是01默认是舍掉的。&br&&br&所以最终的结果就是0.，这个数字正好就是十进制的0.5&br&&br&具体二进制十进制转换过程可以参考一下：&a class=& wrap external& href=&///?target=http%3A///view/1426817.htm& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&十进制转二进制&i class=&icon-external&&&/i&&/a&&br&&br&参考代码：&br&&div class=&highlight&&&pre&&code class=&language-c&&&span class=&cp&&#include &stdio.h&&/span&
&span class=&cp&&#include &string.h&&/span&
&span class=&kt&&int&/span& &span class=&nf&&main&/span&&span class=&p&&()&/span&
&span class=&p&&{&/span&
&span class=&kt&&float&/span& &span class=&n&&x&/span& &span class=&o&&=&/span& &span class=&mf&&1.0&/span&&span class=&o&&/&/span&&span class=&mi&&3&/span&&span class=&p&&,&/span& &span class=&n&&y&/span& &span class=&o&&=&/span& &span class=&mf&&1.0&/span&&span class=&o&&/&/span&&span class=&mi&&6&/span&&span class=&p&&;&/span&
&span class=&kt&&unsigned&/span& &span class=&kt&&int&/span& &span class=&n&&a&/span&&span class=&p&&,&/span& &span class=&n&&b&/span&&span class=&p&&;&/span&
&span class=&n&&memcpy&/span&&span class=&p&&(&/span&&span class=&o&&&&/span&&span class=&n&&a&/span&&span class=&p&&,&/span& &span class=&o&&&&/span&&span class=&n&&x&/span&&span class=&p&&,&/span& &span class=&k&&sizeof&/span&&span class=&p&&(&/span&&span class=&n&&a&/span&&span class=&p&&));&/span&
&span class=&n&&memcpy&/span&&span class=&p&&(&/span&&span class=&o&&&&/span&&span class=&n&&b&/span&&span class=&p&&,&/span& &span class=&o&&&&/span&&span class=&n&&y&/span&&span class=&p&&,&/span& &span class=&k&&sizeof&/span&&span class=&p&&(&/span&&span class=&n&&b&/span&&span class=&p&&));&/span&
&span class=&n&&printf&/span&&span class=&p&&(&/span&&span class=&s&&&%.100f %.100f %.100f&/span&&span class=&se&&\n&/span&&span class=&s&&&&/span&&span class=&p&&,&/span& &span class=&n&&x&/span&&span class=&p&&,&/span& &span class=&n&&y&/span&&span class=&p&&,&/span& &span class=&n&&x&/span& &span class=&o&&+&/span& &span class=&n&&y&/span&&span class=&p&&);&/span&
&span class=&n&&printf&/span&&span class=&p&&(&/span&&span class=&s&&&%x %x&/span&&span class=&se&&\n&/span&&span class=&s&&&&/span&&span class=&p&&,&/span& &span class=&n&&a&/span&&span class=&p&&,&/span& &span class=&n&&b&/span&&span class=&p&&);&/span&
&span class=&k&&return&/span& &span class=&mi&&0&/span&&span class=&p&&;&/span&
&span class=&p&&}&/span&
&/code&&/pre&&/div&
首先，虽然1/3和1/6都是无限循环小数，但在CPU里，位数都是有限的，参见：，英语好的可以看 所以实际上1/3和1/6在内存里不是长度无限的，具体来说，以gcc 481作为测试环境的话，大概是这样的： 1/3在…
总是在各个地方看到很多黑龙芯的，坐公交没什么事儿，我随便写点儿吧&br&问那些黑炭几个问题&br&1- 你们能分清楚龙芯和汉芯么？如果不知道，自行脑补，不要把汉芯的丢人事情强加到龙芯上&br&2- 你们能分清楚国产CPU有哪几种么？这个相信以你们这一群黑炭的能力在网络也找不到答案，即使能找到答案估计分不清楚体系架构是啥。&br&国产CPU分为：&br&龙芯：MIPS架构，2002年第一款芯片研制成功，到现在已经13年，从主频256M做到1.5G，工艺也在逐步先进。&br&飞腾：早期S系，现在改ARM64&br&神威：a系&br&北大志强：x86&br&……&br&3- “CPU跑分怎么那么差？”&br&如果你以跑分作为唯一标准去度量某款芯片的性能，我只能呵呵了。国产化芯片现在最重要的是做好整个生态，我CPU跑分再高，某个java应用跑一天就宕机了；我CPU跑分再高，系统软件性能不行。那么有些人会问了，我CPU跑分那么高，其他软件性能不就高了么。如果你是这样认为的，请你回去自行脑补体系结构的知识吧。不要以为自己懂几个benchmark就以为懂了计算机的全部，不要以为neng装个机装个系统写几行代码就可以来知乎上咋呼了。&br&4- “花了国家几十个亿，能不能做出点成绩？”&br&什么叫花了几十个亿，你负责XX项目的申请工作？你是否知道一款芯片流片的花费？你是否知道一款芯片要流片几次才能成为产品？至于花了几十个亿，我不发表言论，请你了解情况再过来喷，都30岁的人了，不要人云亦云，要有基本的鉴别能力，懂么？如果你想知道龙芯到底花了国家多少钱，可以私信问我。&br&5- “一块芯片好几万，比i7还贵”&br&嗯，龙芯是有卖这么贵的芯片的，但是告诉你，龙芯不赚钱。这些芯片都是经过无数轮测试，特别稳定的，卖到jd的，而且不仅仅是卖芯片，龙芯卖的是整个系统，是一个长期永久维护的价格，而且是随叫随到，顶级工程师的上门维护服务。试问，买i7的你有这个服务么？&br&&br&==== 分割线 ====&br&&br&我为什么会说这些？&br&是的，我是龙芯人，龙芯将我从一个只会写C++的本科生培养到博士。我感激这里。这里的大boss用血性一直教育我们成长。龙芯里面有很多很多为了客户问题工作通宵达旦的，即使身为学生的我，也曾经因为客户问题，连续一个星期每天睡三小时的经历。&br&我就不明白了，作为中国人的我们，为什么不支持我们国家的产品呢？如果连我们自己都不支持自己国家的产品，我们还在指望美国的人来支持么。是的，胡老师是说过我们要赶超intel、amd，但只是目标，如果没有崇高的目标，我们怎么前进？&br&可能很多纳税人觉得自己交了很多税，龙芯花了你们这些纳税人的钱，就应该对得起你们，就应该给你们好的回报。那好，你喜欢比，你知道美di的税有多高么？如果不知道，自行脑补。换回国内说，龙芯其实做到现在，真的已经很不容易了，龙芯有服务器产品，桌面产品，嵌入式产品，还有这些产品配套的软件生态。而这些人全部加起来不过两三百人。你们要知道intel的某个软件服务组就好几百人么，不具备可比性。&br&&br&龙芯仍在继续努力，我坚信龙芯不会让大家失望，虽然前进缓慢，但我们依然在艰难前行！&br&&br&手机码了这么久的字，感谢北京拥堵的交通。&br&你们随意喷，我早就不介意。
总是在各个地方看到很多黑龙芯的，坐公交没什么事儿，我随便写点儿吧 问那些黑炭几个问题 1- 你们能分清楚龙芯和汉芯么？如果不知道，自行脑补，不要把汉芯的丢人事情强加到龙芯上 2- 你们能分清楚国产CPU有哪几种么？这个相信以你们这一群黑炭的能力在网络…
我就不明白了，为什么知乎群里的答案都是一个方向的，很少出现双方讨论的局面。&br&
大神回答了说我们不要黑龙芯，然后用大堆大道理告诉我们，你不懂就不要黑；在强大的说服力下，众屌丝屈服了，所有的答案都是龙芯牛逼，没有必要和intel比。这是什么逻辑，作为读了十多年书的中国人，为什么还是如此的随大流。&br&
既然，大家都在挺龙芯，我不妨就黑一黑。本人不是做数学芯片设计的，主要是做射频模拟芯片设计。我来从模拟的角度来说明，龙芯现在不行，以后也不行。&br&
芯片的研发需要极其苛刻的条件，大量的资金，足够多科研人员，足够的时间。一款模拟收发机的设计，流片，性能优化，良率优化，到商用至少流片4-5次，周期至少两年。简单计算成本，流片费用+人工费+软硬件使用费用，至少千万。但是，成本不是制约能否研发出优质芯片的根本，制约优质芯片的根本是芯片的商用价值和科研人员和设计驱动力。&br&
首先，成熟芯片的研发，是要有商用价值的，需要反复流片，这就一般高校研究所不能实现的原因；高校和研究所已科研成绩为导向，并不在乎商用价值，几乎所有的高校都只能流片1-2，性能优化了，OK，发两篇论文，写几篇专利，结题。就半导体所，微电子所，依然如此！！&br&
再次，高校和科研院所的研究人员，一般依然以研究生和博士生为主。但是芯片设计是是一个极其需要经验的技术活，研究生几乎刚入门，博士也过多学一两年，都是新人；博士和研究生可以完成芯片基本性能的研发，但是如何进一步的优化，如何提高良率，几乎还没有什么概念。&br&
再次，研发芯片的驱动力！！！如果公司的芯片卖不出去或买不好，直接关系员工的薪金和公司的存亡；而科研院所呢，做的好奖金是老板的，做的不好补助一样发，呵呵。&br&
最后，我们落实到龙芯；一款不以商用为目标，没有资深的工程师反复优化，没有迫切的驱动力的芯片，现在不行，以后也不行。&br&
中国最牛的芯片不是什么龙芯，汉芯，而且海思的K3V2。中国芯片的未来，只有海思等几家中国企业。
我就不明白了，为什么知乎群里的答案都是一个方向的，很少出现双方讨论的局面。 大神回答了说我们不要黑龙芯，然后用大堆大道理告诉我们，你不懂就不要黑；在强大的说服力下，众屌丝屈服了，所有的答案都是龙芯牛逼，没有必要和intel比。这是什么逻辑，作为…
&p&这个问题竟然没人邀请我，那我只好不请自来了。&/p&&br&&p&
1999年，在深圳，有几个年轻人创立了一家公司叫做蓝点，该公司几个年轻的技术天才开发了国内首款汉化内核的Linux操作系统，蓝点Linux。这家公司与腾讯一样其Logo都是企鹅，但命运却截然不同。最终腾讯这只企鹅越飞越高，成了全球范围内数一数二的互联网巨头公司，而蓝点这只企鹅却没过多久就消失了。2000年，蓝点公司就在美国借壳上市，可惜的是，好景不长，2001年全球互联网泡沫来袭，蓝点公司没有扛住，就此倒下。接下来的2001年，中科红旗Linux正式成立，距离Linus向世界宣布他开发了Linux内核第一版本过去了10年。2003年，上海中标软件有限公司正式成立，股东为中国软件、华东计算所、中国电子科技集团。
我十年前开始使用Linux，那时候从事国产Linux操作系统最出名的企业是红旗Linux，由于国人的爱国情结以及「红旗」二字的原因，很多人虽然没有用过红旗Linux，但都有听说过这么一款国产操作系统，至于中标软件有限公司的中标普华Linux当时用户量很少，而蓝点Linux已经消失了。那时候没有「震网」病毒，没有「棱镜门」事件，谷歌还是人们心目中首选的搜索引擎，百度没有全家桶套餐，红衣教主周红祎的360杀毒软件刚刚起步还没有在央视上大做广告宣传免费杀毒，许多人购买的还是组装的台式机，安装的是深度或是雨林木风的盗版XP，安装完操作系统一定要装上杀毒软件，比如瑞星、诺顿等。
在人们的印象中，看得见摸得着的硬件才是需要花钱购买的，比如电脑主机和显示器是要花钱的，而软件从来都是不用花钱的，比如大家每天都在用的Windows操作系统等。有人说我的Windows操作系统是花钱买的，仔细一问，原来是在电脑城花5块钱买的盗版光盘，而他们并不知道这5块钱花在光盘上而不是付给了操作系统的研发与制造商微软公司。
对于普通用户来说，操作系统指的就是电脑安装的桌面操作系统。十年前Windows XP是最流行的操作系统，人们一说到操作系统指的就是WindowsXP。但是在广大机房以及IDC数据中心，还有大量的电脑，它们一般不接显示器，比台式电脑重多了，主要功能为对外提供网络服务，这种机器叫做服务器，服务器也需要安装操作系统，但是服务器操作系统则与桌面操作系统情况有所不同。服务器主要是开发人员和运维人员在操作，同时在服务器操作系统上只需要运行少量的软件，比如数据库、中间件、Web服务软件等，大部分服务器安装的是Linux操作系统或UNIX操作系统。原因之一是Windows操作系统需要花钱购买，Linux操作系统作为开源软件，不需要花钱购买，因此许多单位和机构纷纷选择Linux作为服务器操作系统。
Linux操作系统源自于开源社区，世界上有无数的公司和个人为Linux开源社区提供源代码。排名前几的有Intel, Redhat, SUSE,IBM等公司。 开源软件的意思是源代码为开放，但是服务需要购买。比如我们可以免费使用Redhat公司的RHEL操作系统，但如果不购买红帽公司的服务，一旦产品在使用过程中出现问题，红帽公司不负责。因此许多政府单位里运行重要应用的系统，为了规避风险，都购买了红帽公司的服务。红帽公司是当今世界最成功的Linux操作系统厂商，同时也是最成功的开源企业，其次是SUSE，Ubuntu等。
世界上有许多的Linux发行版，保守估计也有几百个Linux发行版。有的是公司在发行，有的是个人或是组织在发行。 红帽Linux是美国公司发行的Linux版本，SUSE Linux是德国公司发行的Linux版本，Ubuntu Linux 是南非公司发行的Linux版本。这些都是网民比较熟悉的国外Linux发行版。
从2014年开始，国内从事Linux操作系统研发的厂商如同雨后春笋一般冒出来，这是什么原因造成的呢？商人从来都是无利不起早，那是因为上面出现了有利国产软件的好政策。由于「棱镜门」的影响，现在在政府等关键部门的应用系统，禁止使用国外的硬软件。这一招让国外的IT巨头很受伤，他们原来在中国的生意很好做，客户对于他们的品牌和技术相当认可。可是支持国产化的政策一出，他们就头疼了。以Windows操作系统为例，我国政府的有关部门一直在党政机关国有企业事业单位推行软件正版化，也即这些单位的办公电脑上必须安装正版操作系统和办公软件三件套。所以微软公司虽然在广大中国个人消费者手上没有赚到钱，在政府和事业单位上可是赚了不少钱。2014年，微软做出了一个重要决定，对已经面市14年之久的Windows XP操作系统停止服务。而我国政府有关部门同样也做了一个很重要的决定，政府采购禁止采购Windows8以及更高版本的Windows操作系统。那么这就造成了一种局面，政府采购只能选择Windows7操作系统。同时，也给国产操作系统留下了市场空间。这个正版化市场空间看似很大，但实际却没有国产操作系统什么事。桌面操作系统是用户每天都要面对8个小时的电脑，用户需要使用操作系统上的办公软件进行办公，IM工具进行通讯，炒股软件进行炒股，使用网银进行网上交易等。而目前的国产操作系统，全部基于开源的Linux操作系统，上面并没有丰富的应用，无法满足普通用户的需求。在一些地方，政府采购了用国产操作系统用于正版化，相信更主要的原因是为了应付版权局的检查 ，并没有真正在单位的办公电脑上安装国产操作系统，如此也是一种公共资源的浪费。
既然国产操作系统的优势并不在桌面端，那么国产操作系统的优势在哪里？为什么一夜之间有如此多的软件厂商杀入这个看似十分艰难的行业？国产操作系统都是基于开源的Linux操作系统，而Linux操作系统在服务器领域有相当大的应用。尤其以互联网公司的服务器为代表，互联网公司例如淘宝、百度、网易、Google、Facebook等公司，后台都有海量服务器，如果都使用Windows Server系列的操作系统，将是一笔巨大开支。而这些上市公司，出于各种法律条款的考虑，不会使用盗版的操作系统。那么开源的Linux就是他们最好的选择。有了这些公司的大规模应用，足以证明Linux操作系统是安全稳定的，可以满足互联网的高并发和复杂的业务需求。而传统IT行业，原来给政府等行业做业务系统开发的厂商，出于成本考虑，很多业务系统也是运行在Linux操作系统上。而政府行业的应用，许多是基于J2EE开发B/S架构，而Java天生的跨平台特性，原先的很多应用可以直接迁移到国产Linux平台。如此一来，党政军原来的系统以及从现在开始新建的业务系统，服务器端都可以运行在国产Linux操作系统上，数量还是相当可观。
国产操作系统如果从公司性质来分，可以分为民营企业和国有企业，民营企业的代表是成立于2011年的武汉深之度科技有限公司，国有企业的代表是2003年成立于上海的中标软件有限公司。民营公司进入国产操作系统这个领域，对行业来说是好事。因为这个行业一直以来是关注者少同时又承担着网上不少骂名的行业。许多人认为国产操作系统厂商是以操作系统为幌子向有关部门申请经费，但真实情况并非如此。民企的进入，意味着越来越多的人开始关注和重视国产Linux操作系统，这个市场会随着关注者的增多而不断增长，生态系统会不断地繁荣。
Linux操作系统，我个人喜欢将其分为桌面版本和服务器版本。普通用户对于操作系统的了解更多是停留在桌面操作系统。桌面操作系统需要更多的应用可以在其上运行，这个系统的用户才会多起来。而应用软件的开发商往往是根据一个操作系统的普及程度而决定要不要在这个系统上开发软件。比如在Macbook没有在中国流行之前，我国的大众软件公司所开发的软件几乎没有专门针对MacOSX平台。而自从iPhone带动Macbook在中国流行以后，许多软件公司已经针对MacOSX平台开发软件了，比如QQ
for Mac、迅雷 For
Mac等。而国产桌面操作系统在这里进入了恶性循环，即由于普及度低，导致应用开发商不愿意针对国产桌面操作系统专门开发软件，而由于软件不丰富，导致使用国产桌面操作系统的人越来越少，如此形成恶性循环。而在国内的Linux厂商中，有一家公司一直致力于创作让人易用的桌面Linux操作系统，那就是成立于2011年的武汉深之度有限公司。深度Linux原来是几个Linux爱好者业余时间制作维护一个Linux发行版，2011年开始成立公司，以公司化的方式来动作项目。与国内其它Linux发行版直接使用Gnome和kde做桌面管理器的方式不同，深度使用的是自己研发的DDE「Deepin Deskp Enviroment」桌面管理器，光这一点就体现出很大的诚意。不仅如此，他们还开发了深度文件管理器来去替换开源的nautils, 与网易合作开发深度版本的「网易云音乐」，与CrossOver公司合作，通过其公司的Wine软件在深度平台上运行Windows下的软件，比如QQ、阿里旺旺、MS的办公三件套等，目前已经可以满足日常办公需求，在国际开源社区有着很大的是影响力。
目前国产Linux操作系统&/p&&ol&&li&深度Linux
官网：&a href=&///?target=https%3A///& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&https://www.&/span&&span class=&visible&&/&/span&&span class=&invisible&&&/span&&i class=&icon-external&&&/i&&/a&
包管理：deb
企业性质：民营企业&/li&&li&中标麒麟Linux
官网:&a href=&///?target=http%3A//.cn/& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://www.&/span&&span class=&visible&&.cn/&/span&&span class=&invisible&&&/span&&i class=&icon-external&&&/i&&/a&
包管理:rpm，企业性质：国有控股&/li&&li&红旗Linux
官网：&a href=&///?target=http%3A//www./& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://www.&/span&&span class=&visible&&/&/span&&span class=&invisible&&&/span&&i class=&icon-external&&&/i&&/a&
包管理：rpm
企业性质：民营企业&/li&&li&中科方德Linux
官网：&a href=&///?target=http%3A///& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://www.&/span&&span class=&visible&&/&/span&&span class=&invisible&&&/span&&i class=&icon-external&&&/i&&/a&
包管理：rpm
企业性质：国有控股 &/li&&li&凝思Linux
官网：&a href=&///?target=http%3A//www./& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://www.&/span&&span class=&visible&&/&/span&&span class=&invisible&&&/span&&i class=&icon-external&&&/i&&/a&
包管理：deb
企业性质：民营企业&/li&&li&新支点Linux
官网：&a href=&///?target=http%3A//www.gd-linux.org/& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://www.&/span&&span class=&visible&&gd-linux.org/&/span&&span class=&invisible&&&/span&&i class=&icon-external&&&/i&&/a&
包管理：rpm
企业性质：中兴通讯全资子公司&/li&&li&一铭Linux
官网：&a href=&///?target=http%3A//.cn/& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://www.&/span&&span class=&visible&&.cn/&/span&&span class=&invisible&&&/span&&i class=&icon-external&&&/i&&/a&
包管理：rpm
企业性质：民营企业&/li&&li&思普Linux
官网：&a href=&///?target=http%3A///& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://www.&/span&&span class=&visible&&/&/span&&span class=&invisible&&&/span&&i class=&icon-external&&&/i&&/a&
包管理：未知
企业性质：民营企业&/li&&li&优麒麟Linux
官网：&a href=&///?target=http%3A///& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://www.&/span&&span class=&visible&&/&/span&&span class=&invisible&&&/span&&i class=&icon-external&&&/i&&/a&
包管理：deb
企业性质：国有控股&/li&&li&普华Linux
官网：&a href=&///?target=http%3A//www..cn/& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://www.&/span&&span class=&visible&&.cn/&/span&&span class=&invisible&&&/span&&i class=&icon-external&&&/i&&/a&
包管理：rpm
企业性质：国有控股 &/li&&li&银河麒麟Linux
官网：&a href=&///?target=http%3A///& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://www.&/span&&span class=&visible&&/&/span&&span class=&invisible&&&/span&&i class=&icon-external&&&/i&&/a&
包管理：deb
企业性质：国有控股&/li&&li&COS操作系统
官网：&a href=&///?target=http%3A//www./site/index.html& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&http://www./&i class=&icon-external&&&/i&&/a&
包管理：deb
企业性质 ：国有控股&/li&&/ol&
这个问题竟然没人邀请我，那我只好不请自来了。 1999年，在深圳，有几个年轻人创立了一家公司叫做蓝点，该公司几个年轻的技术天才开发了国内首款汉化内核的Linux操作系统，蓝点Linux。这家公司与腾讯一样其Logo都是企鹅，但命运却截然不同。最终腾讯这只企…
&p&看问题标签有临高启明，最近刚好在看这个小说，我自己正好是做操作系统的，可以来答一下。&/p&&p&先说结论：要从无到有不计成本的设计出现代民用计算机以及配套软件是非常难的，我不认为临高500众有能力实现。&/p&&p&计算机科学中，操作系统的开发基本上属于最高层次的开发了，其依赖关系是：&/p&&p&&b&模拟电路&/b&：二极管、三极管、电容、电阻
&b&数字电路&/b&：门电路、寄存器
&b&计算机体系结构/接口技术&/b&：硬件系统框架设计、总线设计、存储器设计、CPU
&b&汇编语言&/b&：翻译器、指令设计
&b&高级程序设计语言&/b&：编译器&/p&&p&有了以上的基础以后，才有实现操作系统的可能性。&/p&&p&穿越人员设计出模拟电路不难，甚至数字电路也不复杂，但到了总线-CPU-汇编一层，我不认为临高政权有这方面的储备技术。这方面的人才在国内都比较少见。&/p&&p&即使有技术资料，重建也很困难，这一层次上&b&工程师比科学家走的更远，单靠技术文献根本做不出什么有用的东西出来&/b&。但临高政权应该没有Intel或者ARM的人，即使有，8086有4万个晶体管，主频最高10M，这个配置必须要用光刻机了，但他们没有光刻机，就算有光刻机维护也很难，临高政权更不可能拿到Intel的设计资料。&/p&&p&至于RAM和软盘，对材料科学的依赖更高，不比晶体管简单。&/p&&p&再说写操作系统：&/p&&p&我相信只要技术稍微好点的计算机专业的学生，本科生或者研究生，写一个自制的操作系统不是太难，移植Linux更容易。但这是在有硬件支持的前提下，如果连CPU都要从头设计，我相信绝大多数人做不到，至少是需要一个大的团队，包括微电子专业和计算机专业的很多人一起做。&/p&&br&&p&我觉得临高政权在电子计算机领域的方向是有问题的。虽然他们带去的都是x86的东西，但未来没必要重建一套x86的体系，RISC的指令会比x86的简单的多。至于上层应用，重建IP网络的意义也不大，难度和开销太大。&/p&&p&手摇计算机也不可取，短期倒是没问题，但是如果未来从旧时空带来的电子设备都坏了，临高政权的科学技术会有严重的倒退。至于其它形式的人力计算机就更不可取了，性能太差，开销太大。人类研发电子计算机的根本原因就是提升效率，如果原来需要10个人能完成的工作，用人力计算机需要100人，那倒不如不用。&/p&&br&&p&我个人认为正确的方向：&/p&&p&1. 数据存储&/p&&p&大图书馆的东西必须迅速的导出来，全部纸制化不现实，所以存储必须尽快解决，重点研发方向是磁带机，这是一个技术难度不大但很实用的领域，只要解决材料问题就够了。但磁带机不适合计算机直接使用，更适合备份，所以还需要研发磁鼓、磁芯存储器作为计算机的外存。（做不出塑料还可以考虑钢丝磁带）&/p&&p&过去用穿孔纸带是因为技术限制，但临高并不缺乏相关技术，研发体积小、容量大的磁性存储设备只需要解决材料的问题就够了，穿孔纸带不是正确的发展方向。&/p&&p&一些重要的、不容易修改的信息可以采用熔烧式ROM方式保存，技术门槛低，使用方便。等集成电路科技树点亮以后直接上EEPROM。&/p&&p&2. 通信&/p&&p&有线电报可以解决很多问题，但未来在帝国的核心区域，必然要有一个互联网，网络模型没有必要采用什么七层网络协议的东西，很多东西都可以简化。&/p&&p&早期完全可以采用P2P串行链路，后期有了规模以后，可以采用ATM（不是自动取款机）网络等更简单的方式部署。上层用IP+UDP结合，可以直接省掉麻烦的TCP部分。&/p&&p&3. 计算部分&/p&&p&晶体管在相当长的时间内都看不到希望，先用电子管解决计算的问题，主频能爬到100K~1MHz的水平就足够满足现在时空的计算需求了。&/p&&p&采用RISC指令集，先在旧时空的设备上模拟好（电路模拟软件很容易就能搞定），先搞定8位机。不要走x86这条路，MIPS/PPC这些都比x86容易（龙芯就用的MIPS）。&/p&&p&不要着急仿制ENIAC，ENIAC是十进制计算机，故障率比较高。建议仿制：&a href=&///?target=http%3A///item/EDVAC%3Fsefr%3Denterbtn& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&EDVAC_百度百科&i class=&icon-external&&&/i&&/a&，这是一个二进制计算机。&/p&&p&4. 输入输出&/p&&p&搞定发光二极管就可以解决输出问题，或者搞定电视这个发明（液晶就不用了，普通的电子显像管就可以了）。&/p&&p&输入用磁性存储，键盘鼠标只是机械式的，没难度。磁性存储设备的难度是材料，别用穿孔纸带这种东西，公民的身份证完全可以用PROM来做，设计的适当的情况下体积并不大。&/p&&p&整体上说，临高政权需要的是：&b&可靠、高速的电子通信网络+相对当前时空的高性能计算+相对当前时空的大数据快速存储、检索。&/b&&/p&&p&哪怕最初的计算机体积大，性能差，但对于提高政权效率是很有帮助的，不然未来做社会统计工作，比如类似人口普查这种事情，全靠人力，想短时间根本不可能完成，一旦帝国扩张到一定程度，没有计算机的帮助，很快就会失去对地方的控制。&/p&&p&500众有生之年应该能点开晶体管这个科技点，集成电路难度很大，光刻机是人类技术的精华，元老们如果不是永生的话，元一代应该是看不到的。&/p&&p&-----------------------------------&/p&&p&如果500众里确实有微电子+操作系统领域的人（可能需要好几个名额），有些弯路倒是可以省掉：比如x86体系下，为了兼容性搞出过各种奇葩的东西，像A20地址线、BIOS这类东西，都可以省掉，本时空没有第二个能做出电子计算机的地方，兼容性可以无视。&/p&&br&&p&蒸汽动力机械计算机是不靠谱的，我不知道督工说的机械计算机什么规模，按评论里6000亩的规模算，就是米，假设元器件最远距离是1000米，力在金属材料中传递速度按5000米/秒算（参考：&a href=&/question/& class=&internal&&&span class=&invisible&&https://www.&/span&&span class=&visible&&/question/2127&/span&&span class=&invisible&&4683&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&/a&），这个计算机的主频最高只有5Hz，再考虑到齿轮之间的力的传递速度更慢，实际主频更低。&/p&&p&-----------------------------------&/p&&p&有很多回答里提到了4004或者8008芯片。确实，看上去4004很简单，只用了2300个晶体管，规模似乎比EDVAC要简单的多，&b&但要注意的是4004或者8008只是CPU，而EDVAC是完整的计算机，CPU需要配合外设才能工作的。&/b&实际中单独的4004也不能直接使用，需要配合4001（ROM）/4002（RAM）/4003（移位寄存器）三个芯片一起，很多资料上只说了4004用了2300个晶体管，实际上里的晶体管一点都不少，两个加起来估计要个，所以仅仅以上四个芯片，总规模就大于EDVAC的设计了，更别提还要在这四个芯片之外，再外接其它设备了，难度一点都不小。&/p&
看问题标签有临高启明，最近刚好在看这个小说，我自己正好是做操作系统的，可以来答一下。先说结论：要从无到有不计成本的设计出现代民用计算机以及配套软件是非常难的，我不认为临高500众有能力实现。计算机科学中，操作系统的开发基本上属于最高层次的开…
&p&这是一个比较有意思的问题。乍一看貌似很有道理的样子，通过增大芯片面积，一个芯片中可以放下更多的晶体管，更多的晶体管可以实现功能更复杂，性能更高的芯片呢。为什么半导体行业却没有这么发展呢？&/p&&p&&b&首先我们看一下，一颗芯片是怎样制造出来的呢？&/b&
在半导体制造中，先将单晶硅棒经过抛光、切片之后，成为了晶元（wafer）。而每一片wafer经过掺杂、光刻、等步奏后形成一个个芯片。&/p&&img src=&/v2-8e650a4f499f40fddc184166_b.jpg& data-rawwidth=&960& data-rawheight=&720& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&960& data-original=&/v2-8e650a4f499f40fddc184166_r.jpg&&&p&成品的wafer一般长成下图，wafer内一小块一小块的正方形我们称之为die，即未封装的芯片。&/p&&img src=&/v2-b709cc9ed2e14dea63c886fa_b.png& data-rawwidth=&220& data-rawheight=&220& class=&content_image& width=&220&&&p&&b&那么如果晶元的尺寸不变而增大单个芯片的大小会有什么后果呢？&/b&
1）一片wafer中芯片个数变少
这一点很好理解，比如下图，圆形是wafer的范围，正方形为一个die。随着芯片面积的增大，相同大小一片wafer中包好的芯片个数从16变成4再到1。这样就会造成制造成本很高。
2）良率变差
良率可以简单理解为，一片wafer中可以正常工作的芯片。在芯片制造中由于灰尘或者切割或工艺等问题，会使同一片wafer中若干区域损坏，造成芯片报废。我们还是一下图为例。黑色点为损坏点。单个芯片面积越大良率越低。
&/p&&img src=&/v2-072ef458fc91cfd8a7b10c9b04e833f9_b.png& data-rawwidth=&529& data-rawheight=&323& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&529& data-original=&/v2-072ef458fc91cfd8a7b10c9b04e833f9_r.png&&&p&那如我们同时将晶元的面积变大，这样是不是就可以解决以上两个问题了？
下图为晶元面积的发展史，很可惜晶元面积的增长速度较慢。如果不进行晶体管尺寸缩小，仅仅依靠晶元变大，那么半导体发展将远远的落后于摩尔定律。
&/p&&img src=&/v2-0ace39d4a4f0cb1cdf61e2_b.jpg& data-rawwidth=&1202& data-rawheight=&587& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1202& data-original=&/v2-0ace39d4a4f0cb1cdf61e2_r.jpg&&&p&&b&选用更先进的工艺除了成本和良率的好处之外还有哪些方面的优势呢？&/b&
一个MOS管的基本结构如下：
&/p&&img src=&/v2-5a18ef2be9e2_b.png& data-rawwidth=&267& data-rawheight=&162& class=&content_image& width=&267&&&p&每一代新工艺节点，晶体管的沟道长度L变小。沟道长度变小后，晶体管有更快的反应速度，更低的控制电压。&/p&&img src=&/v2-1a8e271e508cebc7b3e87_b.jpg& data-rawwidth=&960& data-rawheight=&720& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&960& data-original=&/v2-1a8e271e508cebc7b3e87_r.jpg&&&p&
1）更快的频率
随着工艺节点的不断缩小，芯片的频率越来越高。&/p&&img src=&/v2-51d3c4d2d812b7a4bde5_b.png& data-rawwidth=&640& data-rawheight=&447& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&640& data-original=&/v2-51d3c4d2d812b7a4bde5_r.png&&&p&2）更低的电压
而芯片的功耗是与电压成平方关系，电压的降低，可以极大的减少功耗。&/p&&img src=&/v2-7d6a7e6cef07ac1f65b5479_b.png& data-rawwidth=&640& data-rawheight=&521& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&640& data-original=&/v2-7d6a7e6cef07ac1f65b5479_r.png&&&p&由上可知，芯片的性能（频率、面积、功耗）与芯片中集体管个数并没有必然联系，而仅仅通过增大面积无法达到提高性能的目的。
下图是近40年来芯片发展图，由图可知通过不断缩减晶体管尺寸，确保了近40年来半导体业高速的发展。
&/p&&img src=&/v2-447d4bda9677defc4a021d9_b.png& data-rawwidth=&1438& data-rawheight=&940& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1438& data-original=&/v2-447d4bda9677defc4a021d9_r.png&&&p&-----------------------------------延伸阅读-----------------------------------
但是进入28nm以后再按照以往的经验来缩减晶体管尺寸，将会失效。短沟道效应造成晶体管无法关断。目前业内通过Fin-FET， SOI等技术来解决这个问题。&/p&&img src=&/v2-fa9dd7ca305dc7e11160e_b.jpg& data-rawwidth=&960& data-rawheight=&720& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&960& data-original=&/v2-fa9dd7ca305dc7e11160e_r.jpg&&&p&
想了解更多更详细的先进工艺可参考我之前的知乎LIVE------半导体先进工艺的器件结构和挑战
&a href=&/lives/019456& class=&internal&&&span class=&invisible&&https://www.&/span&&span class=&visible&&/lives/7891276&/span&&span class=&invisible&&&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&/a&
&/p&&p&-------------------------给自己live做个广告---------------------------&/p&&p&---即将进行的live&/p&&p&知乎live—Digital IC 设计职位笔试题分析（上）:&a href=&/lives/033088& class=&internal&&知乎 Live - 全新的实时问答&/a&&/p&&p&知乎live—Digital IC 设计职位笔试题分析（下）:&a href=&/lives/722560& class=&internal&&知乎 Live - 全新的实时问答&/a&&/p&&p&---我们的专栏&/p&&p&观芯志：知乎专栏 &a href=&/c_& class=&internal&&观芯志 - 知乎专栏&/a&&/p&&p&---往期live&/p&&p&半导体先进工艺的器件结构和挑战 ： &a href=&/lives/019456& class=&internal&&知乎 Live - 全新的实时问答&/a&&/p&&p&你不了解的微电子行业 ：&a href=&/lives/772288& class=&internal&&知乎 Live - 全新的实时问答&/a&&/p&&p&初学者在数字 IC 设计学习中易进入的误区 ： &a href=&/lives/400576& class=&internal&&知乎 Live - 全新的实时问答&/a&&/p&&p&从零学习 TCL 脚本 ：&a href=&/lives/400576& class=&internal&&知乎 Live - 全新的实时问答&/a&&/p&&p&TCL 脚本：数字 IC 设计应用篇：&a href=&/lives/128704& class=&internal&&知乎 Live - 全新的实时问答&/a&&/p&
这是一个比较有意思的问题。乍一看貌似很有道理的样子，通过增大芯片面积，一个芯片中可以放下更多的晶体管，更多的晶体管可以实现功能更复杂，性能更高的芯片呢。为什么半导体行业却没有这么发展呢？首先我们看一下，一颗芯片是怎样制造出来的呢？
&blockquote&“天下德缺一石，媒体独占八斗。”&/blockquote&引自 &a data-hash=&38b262d006a3eea0719abe2& href=&///people/38b262d006a3eea0719abe2& class=&member_mention& data-hovercard=&p$b$38b262d006a3eea0719abe2&&@曹丰泽&/a&
“天下德缺一石，媒体独占八斗。”引自
嵌入式开发12年，军工领域。我来说说最近正调试中的某款嵌入式龙芯cpu。&br&1.芯片功能接口各种坑。我也算一老程序猿，用过的cpu型号十几款，上天的家伙俺也没少干，可就看不懂这款cpu。io操作老费劲，ad采集更能把你累出翔。看不出统一的设计思路，这么不严谨的设计连单片机都替代不了，手册更不用提了。&br&2.学生担纲，梯队建设差。我所看到的是用一堆学生，带着他们的人那个某某某天天忙拉项目哪管具体设计。而且学生刚练熟了就跑了。&br&3.他们这个开发团队是做生意的不是做技术的。有钱就干别的了，那还会继续改进，没钱的时候又叫唤。&br&4.现在之所以用是上面大领导要求的，老板也挡不住。可龙芯的人特委屈，因为钱少没批量。&br&&br&总之，浮躁啊浮躁，只剩下吹牛逼了。为啥卫星啊武器啊不用龙芯呢？一线总师都明白，谁用谁倒霉。&br&&br&附：&br&一番没有建设性的牢骚之言愧对大家的关注，甚感惶恐。特附中庸一点的说辞。&br&做为身在局中之人，很理解龙芯团队的困难。各院各所各中心什么的，都有自己的打算，利益之争在所难免。各家身在研发一线的老师学生职员得先求自身温饱，就免不了急功近利。龙芯也有干得非常好的产品线，挣了不少钱，但军用嵌入式方向水平一般。&br&如果我们把龙芯看成普通的项目或者生意，也没啥好苛求的。但是，国人都眼巴巴希望这方面争气些。龙芯既然敢宣传抗大旗，就得知道做的一般好是不行的，是必须要大干苦干的。&br&系统内并不是缺人才，高手满多的。我的希望是，带头人能不能多一点埋头苦干艰苦奋斗少一点功利。我也许是太苛求别人了吧。
嵌入式开发12年，军工领域。我来说说最近正调试中的某款嵌入式龙芯cpu。 1.芯片功能接口各种坑。我也算一老程序猿，用过的cpu型号十几款，上天的家伙俺也没少干，可就看不懂这款cpu。io操作老费劲，ad采集更能把你累出翔。看不出统一的设计思路，这么不严谨…
卧槽原来排名第一一千多赞的那个答案不见了！&br&&br&----------------------------------------------------------&br&&br&现状：&br&&br&1. MIPS领域算是比较好的CPU；&br&2. 综合桌面平台来看性能属于中等偏下，和主流产品有两代左右的差距；（为什么两代差距还叫中等偏下是因为你们都只看到了Intel和AMD这种顶端公司的产品）。&br&3. 在超算方面有应用潜力；&br&4. 民用市场方面约等于0；&br&5. 产品迭代周期偏长。&br&&br&--------------------------------------------------------&br&&br&龙芯在MIPS领域已经算是不错的CPU了。莫名其妙的黑，简直是傻逼透顶。&br&&br&龙芯在之前的性能确实不怎么样，并不完全是硬件缘故。龙芯的设计基本上是上上一代主流设计+上一代制程。差距大概是两代。之前性能烂，主要因为没有编译器。但是现在龙芯前有魔改GCC，后有LLVM，虽然问题也有，起码Linux可以流畅运行是没问题了。要不然你以为Stallman是傻逼吗。&br&&br&另外，龙芯其实不算军方的背景，军方另外有CPU，貌似是国防科大在牵头搞。&br&（楼下有人说了，国防科大的飞腾和总参56所的神威）&br&&br&------------------------------------------------------&br&&br&另外人家龙芯基本上就是微架构之后的事情是全自主研发。指令集是买的MIPS（至于为什么不买ARM是有说头的，大家自己去搜吧），总线是AMD买来的HT，所以南桥也是按摩店的，当然也能配合按摩店的显卡用。据说龙芯曾经考虑过做GPU后来忙不过来放弃了。总体来说还是挺务实的，除了以X死相知道芯片设计。不知道为啥Hu Weihu非常好这一口。&br&&br&&a href=&///?target=http%3A//OpenBenchmarking.org& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://&/span&&span class=&visible&&OpenBenchmarking.org&/span&&span class=&invisible&&&/span&&i class=&icon-external&&&/i&&/a& 上有benchmark的结果，可以自己看看。(其实挺打脸的）&br&&br&&a href=&///?target=http%3A//openbenchmarking.org/result/1404098-SO-3B1W2703307& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&3B1W Benchmarks [1404098-SO-3B1W2703307]&i class=&icon-external&&&/i&&/a&
卧槽原来排名第一一千多赞的那个答案不见了！ ---------------------------------------------------------- 现状： 1. MIPS领域算是比较好的CPU； 2. 综合桌面平台来看性能属于中等偏下，和主流产品有两代左右的差距；（为什么两代差距还叫中等偏下是因为…
1. 位置：分支预测器位于整个CPU核心流水线的差不多最前端部分，也就是靠近一级指令缓存的位置。从指令缓存里面读取指令时，需要由分支预测器来判断从哪里读取。&br&&br&2. 形态：分支预测器主要由两个大块组成（我随口掰的，教科书上很可能不是这样分），其中一块是历史记录表，记录以往执行过的分支指令的偏向情况，帮助未来的预测，本质上也是一块高速缓存。另一块是预测器的逻辑部分，这一部分用来维护记录表，依据记录表里面的记录情况预测将来的分支走向。&br&&br&3. 预测方法举例。比如说有一条分支指令，执行了十几次都是跳转，那么预测器就会判断，将来碰到这条指令时，它仍旧会跳转。当这条指令的预测结果连续两次出错的时候，预测器就会调整自己的预测结果，改为判断它不跳转。这一预测方法是现今仍在沿用的2-bit计数器阵列，源于前CDC公司的James Smith（现为WISC-Madison的荣誉教授）在上世纪80年代初左右的发明，实测结果表明它的预测准确率基本上能到80+%甚至90%+上下。&br&&br&到了九十年代初期，我们这个圈子里一个叫做Yale Patt的大牌教授引领了几乎十年的分支预测研究浪潮，他们做的预测器比James Smith的先进很多，被称为自适应预测，可以捕捉住更多的分支历史模式。（八卦：在Patt手下做预测的那个博士生Tse-Yu Yeh后来参加一个学术会议，Intel的人看到了他们做的东西，直接把人给挖走了，那个预测器用在了P6微结构里面，后来Tse-Yu Yeh离开Intel到了PA Semi，现在好像是在Apple的CPU设计团队。）&br&&br&后来又有很多人加入进来做分支预测的研究，做出了关联性分支预测、返回栈预测等等非常棒的预测器，现在的分支预测器结构通常是竞标赛式的复合分支预测器，比如当关联性分支预测器的近期准确率比较高时，优先采用它，如果有其他预测器的近期准确率更高，就放弃它。后来的研究越来越精细，针对分支预测做了很多很多的调优，比如说如何在有限的空间里面尽可能减少大量分支指令对历史记录表的争抢、尝试对分支指令进行分类，每一类使用专门的预测器进行预测等等，现在的分支预测器非常强大，面对各种各样的程序，预测准确率都能非常坚挺地保持在95%以上。&br&&br&微结构上的推测执行技术有很多种，分支预测引领的控制流相关的推测执行可能是其中最成功的一种。
1. 位置：分支预测器位于整个CPU核心流水线的差不多最前端部分，也就是靠近一级指令缓存的位置。从指令缓存里面读取指令时，需要由分支预测器来判断从哪里读取。 2. 形态：分支预测器主要由两个大块组成（我随口掰的，教科书上很可能不是这样分），其中一块…
&p&哈佛结构就是非冯结构啊，ARM就是哈佛结构，严格来讲x86也不算冯诺依曼结构……&/p&&p&非冯结构的“程序不是数据”并不是说程序本身不再是01010的机器码，而是说在存储的时候要将程序和程序调用的数据视作两种不同的类型，分开存储。&/p&&p&冯诺依曼结构是将程序和数据存储在同一个存储器里，读写的时候无差别；哈佛结构则给程序和数据分别设置了但单独的存储器，读写的时候两者使用不同的总线。&/p&&br&&p&冯诺依曼结构提出的时候，计算机还是“硬编程”的，就像题主说的通过改变电路设计来运行不同的程序。冯诺依曼结构的提出让计算机可以存储并调用不同的程序，不再需要关机重新硬编程，大大提高了计算机的运行效率。&/p&&p&现代处理器设计早就远远超越了冯诺依曼那个年代的水平，简单的冯诺依曼结构和非冯结构二分也早已不适合现在的CPU了（比如一个对于部分指令有单独的指令寄存器，对于其他指令则存储在数据寄存器里的CPU，你说它算不算冯诺依曼结构？）。&/p&&p&对于这种名词，了解一下它的历史意义就行了，现代的计算机设计早就超过了这些古老的定义所能涵盖的范围……&/p&
哈佛结构就是非冯结构啊，ARM就是哈佛结构，严格来讲x86也不算冯诺依曼结构……非冯结构的“程序不是数据”并不是说程序本身不再是01010的机器码，而是说在存储的时候要将程序和程序调用的数据视作两种不同的类型，分开存储。冯诺依曼结构是将程序和数据存…
支持龙芯!说个亲身经历的事情,本人在某船舶公司工作,以前船上用的一专用卫星通信设备是加拿大的,死贵不说,质量还很差,而且每次维修外方工程师都一脸傲慢的表情,要求吃好的,住好的,关键是你再急,什么时候修好也得由他定,后来中国西安一科研所做出自己的通信设备,公司立马改采用国产设备,性能好,价格低,关键是售后太棒,以前修一个设备要几个月,坏个小灯外方都要求寄到国外修,时间必须跟着国外的走,现在自己国内能产,直接一个电话最多一个星期就搞定,而且价格还很低.现在看着外方公司隔一段时间打电话问我们还需不需要买设备,然后狠狠的回绝,真爽.
支持龙芯!说个亲身经历的事情,本人在某船舶公司工作,以前船上用的一专用卫星通信设备是加拿大的,死贵不说,质量还很差,而且每次维修外方工程师都一脸傲慢的表情,要求吃好的,住好的,关键是你再急,什么时候修好也得由他定,后来中国西安一科研所做出自己的通信…
&a data-hash=&9dd9dacb3fe& href=&///people/9dd9dacb3fe& class=&member_mention& data-editable=&true& data-title=&@泰罗Taro& data-tip=&p$b$9dd9dacb3fe& data-hovercard=&p$b$9dd9dacb3fe&&@泰罗Taro&/a& 的答案已经说了个大概了，我再来结合当年几篇经典的原版论文详细地补充一下。&br&&br&首先先说明分支预测的大类，&b&静态预测(static prediction)&/b&和&b&动态预测(dynamic prediction)&/b&。&br&&br&所谓静态预，就是无论执行的是什么指令，分支预测器总是执行相同的prediction strategy。动态预测则会根据执行指令的不同，依据program counter(PC)的值以及历史信息等做出不同的预测。显然后者由于利用了更多的信息，所以在一般情况下会更加精确，但也并不是说前者就完全没用了，毕竟实现起来非常简单，可以降低芯片成本+节省功耗，而且预测准确率其实也不是很差。&br&&br&&ol&&li&&b&静态预测&/b&&br&&/li&&/ol&&a data-hash=&abc4eb5d5b67d47d9a24a9& href=&///people/abc4eb5d5b67d47d9a24a9& class=&member_mention& data-editable=&true& data-title=&@Tianheng Chen& data-tip=&p$b$abc4eb5d5b67d47d9a24a9& data-hovercard=&p$b$abc4eb5d5b67d47d9a24a9&&@Tianheng Chen&/a&的答案中所说的“最简单”的分支预测其实并不是最简单的，最简单的predictor应该是这样的：&br&&ul&&li&&b&预测所有的分支都会跳转（taken）&/b&&/li&&/ul&&br&完了。&br&&br&哈哈是不是有一种“&b&没有设计就是最好的设计&/b&”的感觉？&br&&br&那么这样最简单的分支预测器的准确度是多少呢？来看看James Smith的论文[1]中跑了6个benchmark的结果：&br&&img src=&/8f114fa7d5d2558cab31be6030bda790_b.png& data-rawwidth=&753& data-rawheight=&517& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&753& data-original=&/8f114fa7d5d2558cab31be6030bda790_r.png&&&br&卧槽居然都在50%以上，最高的还达到了99.4%！简直有点不科学啊。&br&&br&从概率的角度看，这样预测的准确度期望值也就是50%左右。然而实际上由于程序中的循环很多，比如一个程序里最多的一个loop循环了几十万次，几乎每次都是taken，其他的branch即使预测错了几千个，平均下来预测的准确度还是会很高。&br&&br&类似的静态预测策略还有：&br&&ul&&li&某些指令一律预测跳转，其他指令一律预测不跳转。（例如判断是大于等于的一律跳转，判断是小于的一律不跳转）&/li&&li&做出和上次是否taken相同的预测。&/li&&li&预测向前的分支（backward branch)会跳转，向后的分支(forwad branch)不跳转。（这里的前后指的的是地址空间的前后，针对的情况就是每当到了一个循环的末尾判断是否继续循环时会预测向前跳继续循环）&/li&&/ul&以上这些策略的精确度都还不错，平均值都有70%以上，具体数据可以去看原来的论文[1]。所以当你设计一个对性能要求不是特别高但又要低功耗低成本的时候，采用静态策略是不错的选择。&br&&br&&b&2. 动态预测&/b&&br&在文章[1]中，James Smith就提出了一种简单的 2-bit 状态机（实质上也是一个saturated counter）：&br&初始值为00，每当一个branch taken，就+1，branch没有taken则-1。到11和00的时候则加减一则各自维持现状，根据第一位的值来进行预测，例如11预测taken，01预测 not taken。&br&&br&用一个2bit状态机的核心思路就是：&b&这次预测错了不要紧，再给你一次机会，还是预测错了的话那再改变预测结果&/b&。总之就是提供了一定的容错率。可想而知这样的预测准确率自然也是提高了的：&br&&img src=&/5a0becc8ebd91ccfd43b_b.png& data-rawwidth=&732& data-rawheight=&443& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&732& data-original=&/5a0becc8ebd91ccfd43b_r.png&&&br&&br&而另外一个Smith：Alan Smith，又在论文[2]中对这个状态机进行了改进和探索，并且在同一篇论文中提出了Target Buffer的设计。以下是他提出的另外一些状态机，比如这种：&br&&img src=&/e11f92bb0dc70ed3337fa8_b.png& data-rawwidth=&434& data-rawheight=&342& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&434& data-original=&/e11f92bb0dc70ed3337fa8_r.png&&&br&图比较多就不一一贴了。&br&&br&再再后来就是Yale Patt大神出来放大招了，这里才是 &a data-hash=&9dd9dacb3fe& href=&///people/9dd9dacb3fe& class=&member_mention& data-editable=&true& data-title=&@泰罗Taro& data-tip=&p$b$9dd9dacb3fe& data-hovercard=&p$b$9dd9dacb3fe&&@泰罗Taro&/a& 答案中所说的，称之为 &b&2 Level Adaptive Training&/b&，汲取了上述方法的精华，估计也是目前采用最广泛最成熟的方法。其核心原理如图：（摘自其论文[3]）&br&&img src=&/a61fe0ad457c39d1f0988_b.png& data-rawwidth=&605& data-rawheight=&497& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&605& data-original=&/a61fe0ad457c39d1f0988_r.png&&左边是一个History Table，记录着每一条branch instruction是否跳转了的历史记录，然后根据这个值，索引到中间的Pattern Table。比如一条指令历史记录一直是跳转的，那么这时候HR的值就是1111 （假设只有4位），然后就会用PT中第16个位置的值做出预测。而做出预测的根据则是前面所说的状态机的方法。同时本次的实际跳转结果也会输入到做出预测的这个状态机中进行training。&br&&br&呼，讲到这终于差不多把主要思路讲完了。。下面看结果：&br&&img src=&/97a556dea_b.png& data-rawwidth=&656& data-rawheight=&562& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&656& data-original=&/97a556dea_r.png&&图中每两条虚线之间是4%。可以看到大部分预测的准确率都已经达到了&b&96%&/b&以上了。&br&&br&把research做到这个份儿上，还让不让别人发paper了 （╯' - ')╯︵ ┻━┻&br&&br&所以后续的很多research都是针对这个模型的优化，但上升的空间已经很小了，毕竟你不能把预测率做过100%嘛。。但广大科研青年还是发现即使只有10%的上升空间，也还是大有可为的。&br&&br&比如你把hit rate从99%提高到了99.5%，你也可以宣称把miss rate降低了50%嘛。（严肃脸&br&&br&&img src=&/e0a4bc1282dfe64d7c6b52_b.png& data-rawwidth=&100& data-rawheight=&100& class=&content_image& width=&100&&&br&&br&&br&不过其实这个领域的研究前沿我并不了解，权当抛砖引玉。&br&&br&[1] &a href=&///?target=http%3A//dl.acm.org/citation.cfm%3Fid%3D801871& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&A study of branch prediction strategies&i class=&icon-external&&&/i&&/a&&br&[2] &a href=&///?target=http%3A//ieeexplore.ieee.org/xpl/login.jsp%3Ftp%3D%26arnumber%3Durl%3Dhttp%253A%252F%252Fieeexplore.ieee.org%252Fxpls%252Fabs_all.jsp%253Farnumber%253D1658927& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&IEEE Xplore Abstract&i class=&icon-external&&&/i&&/a&&br&[3] &a href=&///?target=http%3A//dl.acm.org/citation.cfm%3Fid%3D123475& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&Two-level adaptive training branch prediction&i class=&icon-external&&&/i&&/a&
的答案已经说了个大概了，我再来结合当年几篇经典的原版论文详细地补充一下。 首先先说明分支预测的大类，静态预测(static prediction)和动态预测(dynamic prediction)。 所谓静态预，就是无论执行的是什么指令，分支预测器总是执行相同的predict…
&p&希望大家理性评论，不要吵架哈，如有数据错误请及时反馈&/p&&p&更新&/p&&p&今天看到了龙芯新的产品手册&a href=&///?target=http%3A///uploadfile/cpu/Loongson_Processor_White_Paper.pdf& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://www.&/span&&span class=&visible&&/uploadfile/&/span&&span class=&invisible&&cpu/Loongson_Processor_White_Paper.pdf&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&i class=&icon-external&&&/i&&/a&&/p&&p&其中功耗长到了40w..这个有点超出预期了&/p&&img src=&/v2-35f2bd954ba_b.jpg& data-rawwidth=&1047& data-rawheight=&1217& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1047& data-original=&/v2-35f2bd954ba_r.jpg&&&br&&br&&p&原回答 ————————&/p&&p&先上结论，单纯从技术角度看，各方面都比较烂，基本是个失败的产品。不过比之前的2000还是有一些进步的。&/p&&p&从官方发布的spec成绩看（gcc整数单核11分），龙芯目前的微架构设计应该是有很大的缺陷了:
四发射，乱序窗口到128，一级缓存做到64KB,二级256KB,三级更是做到了8MB，集成内存控制器。
可以用来比较的类似产品是Intel第一代i7,nehalem，参数接近的产品可以用i7-875k&/p&&p&同频下875k的gcc spec整数单核性能大约比龙芯3000高40%&/p&&p&这个是什么概念？大约是core2对p4的性能差距，或者zen对推土机的差距。
需要注意的是龙芯的一级缓存要比875k大一倍。从仿真器模拟看，64k l1大约要比32k l1多5%的性能。也就是说龙芯3000的内核微架构性能不到类似的nehalem的70%。&/p&&p&龙芯3000在物理实现上选用了高耐压的28soi工艺，这个工艺本来就是高压--高速工艺了（可以参考AMD的32soi产品，普通tsmc28芯片的供电在1v左右），AMD在1.3v供电下可以跑到3.5G+，龙芯3000最终只能量产1.5G的产品:要么是微架构流水线设计有大坑，要么是后端物理实现有大坑，也或者两者兼而有之。&/p&&p&高电压导致高功耗，龙芯G下功耗居然达到30w（同特征尺寸工艺的类似产品，这个工作频率下基本没有超20w的，包括国产的，arm的，x86的）,这个还不包含外面的amd芯片组的功耗，预估使用AMD的产品处理器+芯片组+必要外围芯片（例如pcie-usb3）的tdp设计会超过45w,这个基本决定了产品小型化无望（不过可以考虑降频，但是性能损失太大）&/p&&p&综合考虑频率和ipc之后，龙芯3000的spec整数性能大约只有Sandybridge类似产品（如2700k）的四分之一到五分之一，与其宣称的流水线效率比肩sandybridge相差甚远。&/p&&p&另外奇怪的地方是官方文档宣称只支持ddr3 800（见文末图），看起来内存控制器也有很大的问题（肯定不是为了省电，省电都会用lpddr），这个给厂商供货都会造成很大困扰（大厂去年开始全部转向ddr4了，今年就不会给ddr3供货了）&/p&&p&mips生态也是一年不如一年，龙芯自己搞生态基本无望。退出通用桌面服务器市场看起来是个好选择（节省研发资源，毕竟精力有限），专注于卫星机顶盒之类的市场可能会比较成功（机顶盒的话还要有个比较好用的显卡ip）&/p&&p&更新，看到龙芯最近的计划，似乎与我的判断类似&/p&&img src=&/v2-6a782fd1cccef47b53e0b3_b.jpg& data-rawwidth=&1080& data-rawheight=&798& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1080& data-original=&/v2-6a782fd1cccef47b53e0b3_r.jpg&&&br&&p&图 ：DDR3 800 x4 &/p&&img src=&/v2-5ea83dd6a857c44cbbaa_b.jpg& data-rawwidth=&960& data-rawheight=&1280& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&960& data-original=&/v2-5ea83dd6a857c44cbbaa_r.jpg&&
希望大家理性评论，不要吵架哈，如有数据错误请及时反馈更新今天看到了龙芯新的产品手册其中功耗长到了40w..这个有点超出预期了 原回答 ————————先上结论，单纯…
&p&到了这个年代，连静态TDP都不能代表性能了，唯有瞬时功耗才是性能的上限。&/p&&br&&p&移动设备CPU(ARMv6, ARMv7, ARMv8)的发展史就是一直在拿功耗换性能，从最初的200mW*量级，到现在满载瞬时8W*(没错我说的就是 Apple 和 Samsung)。SIMD，OoO，Superscaler, Level 3 Cache 引入，性能是越来越强，功耗也是越来越大。&/p&&br&&p&桌面CPU(Intel x86 为例)则是不断向低功耗努力，从 Core 回归 Static CMOS 开始，精简流水线，引入越来越多，越来越精细的 Power / Clock Gating， DVFS。Perf/Watt 已经比单纯 Performance 更加重要了。&/p&&br&&p&随着各家设计目标的趋同，对微构架的取舍也趋向统一。在同一工艺下，(单核)性能几乎跟功耗的相关性最大，而跟其它因素的关系就不那么明显了。原文说 Intel 遇到瓶颈，那是因为自从 Core 之后 Key Stages 基本就不变了，也基本变不了什么了。原文说 ARM 阵营进步神速，那是因为还有大把空间把之前没引入的提升性能牺牲功耗的方法引入。相同瞬时功耗下，也许有因为发射宽度不同，SMT 造成的 Perf/Watt 取舍差异，但并没有质的区别。&/p&&br&&p&另外，拿多核拼双核本来就不公平。单核性能的线性增加是要以 P^3 为代价的。同代35W的双核与四核心 CPU，四核心往往频率很低，但多核计算性能几乎一定比双核心强不少。要使得多核心测试完胜 Core M，拿一众 Cortex-A7 不仅秒杀Core M，而且只需要其若干分之一的功耗。不过，90%*的用户在90%*的时间都不是在做 Intensive 运算，90%*的程序也不会对多核心做出很好的优化。对用户体验负责，Prefer Big Core 应该是很好的选择。另外，说出 14nm Quad-Core A9 能完胜 Core M 这样的话，是不是还忘记把功耗加倍了？ 先进制程的优势多半全用去提升核心频率了，多加两个核心的功耗可不是白给的。或者只能降频了，那时候恐怕是开个程序比 Core M 还卡不少。&/p&&br&&p&所以这样说来，抛开所有其它问题，Apple 分分钟都可以把 Intel 换掉， Apple A8X @ 3.0GHz 将会带给你无比“炽热”流畅的桌面体验。只是问题是，它会这样做么？&/p&&br&&p&反倒是生态限制了它短期内不会这么做。OS X 的软件生态已经如此丰富，如今互联网的轻量级应用早已是全平台，办公、媒体、科学计算等专业软件几乎均有原生版本，Mac 的硬件也跨越了从 Mac Pro 到 MacBook 的各个层次，用户群从专业到大众。所谓“大量 iOS 应用就可以简单移植到 OS X” 只是一厢情愿，暂不论其交互将会是有多糟糕，其影响能力也是未知数。Apple 就为了区区30亿美金就要去摘掉什么“高端上网本的帽子”，还要让“Intel 的处理器性能最强”走入历史，还要让“CPU产业迎来全新的篇章”？？？&/p&&br&&p&恐怕近期是有能力也没动力做这件事了，况且换芯也不可能全面超越 Intel，只不过是换上了性能相近(极有可能拼不过 Intel)的处理器而已。有这闲工夫，倒不如留着 Mac 的产品线好好赚钱，继续出大号 iPad，或者类似产品，这才是 Apple Ax 继续渗透的方式。也许若干若干若干年以后，整个生活被 iOS体系接管，比什么 Mac 换芯，更有可能吧。&/p&&br&&p&* 可能不具有典型代表&/p&
到了这个年代，连静态TDP都不能代表性能了，唯有瞬时功耗才是性能的上限。 移动设备CPU(ARMv6, ARMv7, ARMv8)的发展史就是一直在拿功耗换性能，从最初的200mW*量级，到现在满载瞬时8W*(没错我说的就是 Apple 和 Samsung)。SIMD，OoO，Superscaler, Level 3 …
已有帐号？
无法登录？
社交帐号登录