本土CPU为网安护航,兆芯以生态和技术优势不断成长

发布日期:

2019-06-06 16:14:58

来源:

近日中美贸易摩擦升温,华为、中兴等被美国制裁事件使人们更加关心国产芯片的走向。实际上,很多本土芯片正在为网络信息安全保驾护航。


在不久前北京举行的“4.29首都网络安全日”系列活动期间,众多本土芯片及其生态圈企业参展,场面颇为壮观。其中,上海兆芯集成电路有限公司的展位也十分亮眼(如下图)。


本土CPU为网安护航,兆芯以生态和技术优势不断成长


电子产品世界的记者在兆芯展位,采访了兆芯副总经理罗勇博士,了解到了兆芯x86 CPU近况、挑战与未来规划。


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网安方案越来越多


兆芯本次展示了众多的网安产品,网安方面的主流ODM(委托设计)品牌都参加了展示(如下图)。另外据透露,2019年年底的工博会上,兆芯还将携手大批工控/网安设备展示。


目前,兆芯芯片已在铁路基础设施、轨道交通、金融、电力等领域使用。此次展示了众多合作伙伴的板卡产品,涉及多种行业,诸如视频/中控、密码等。


网安产品的丰富多样是因为其具有少量多样的行业特点。如不久前到公安部送测的有十几家厂商、7大类不同设备,涉及入侵检测、病毒检测、数据防泄露、网关、防火墙等,各家的应用重点和解决方案都不一样。


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本土x86 CPU的优势


本土有多家CPU厂商,相比它们,兆芯最大的优势是什么?罗勇博士称,兆芯能借助现有的x86生态优势。因为在计算领域,x86架构是主流,因此兆芯x86 CPU对软件的兼容性非常优异,支持全系列Windows操作系统,同时也支持中科方德、中标麒麟、普华等操作系统,软硬件兼容性出色,性能稳定可靠,可降低应用迁移成本。


实际上,兆芯2013年成立,此前MIPS和Arm等架构的CPU已在国内推广多年,但进度不太理想,因为CPU不仅靠性能,还要与打印机、传真机、QQ等的应用软件兼容,这些软件一般是基于x86的,如果要用于其他生态,需要进行迁移、改写,因而需要一定的投资和时间。例如高铁软件十年不能变,如果换生态,改写后通常5年性能才能稳定,时间非常漫长。


另外,产品方面,兆芯CPU的性能指标也是非常高的。2015年前后的兆芯开先ZX-C系列就是国内第一个完成28nm、2.0 GHz主频的芯片。之后开先KX-5000系列是第一个做到对DDR4内存支持的国产通用CPU。纵观当时国内的其他厂商,CPU主频只能做到1.2、1.5GHz,内存只支持到DDR3。2019年第三季度即将量产的KX-6000系列是国内第一个16 nm,3.0 GHz的SoC处理器。


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图 兆芯展位上的介绍图


再有,技术上,兆芯是同时拥有CPU、GPU、芯片组三大核心技术的芯片设计研发厂商,所以用这些自有知识产权就可以开发一颗完整的SoC芯片。开先KX-6000系列就综合了这些优势,通过SoC把CPU核心、I/O接口和GPU 等全部做到一起,就不用去从外部获得。不过,这同时也是一把双刃剑,意味着兆芯的团队规模是别家的3倍,需要的开销也随之水涨船高。


兆芯CPU的挑战


相比CPU巨头Intel,兆芯还存在着很大的发展空间,例如兆芯和本土CPU厂商的营业额总和,相比Intel是可忽略不计的。这是因为本土CPU是在服务对于信息安全有刚需的这块市场,但是这块市场的容量目前还不是很大。本土CPU企业更多的是靠政府的力量、政策的力量,在商业化和市场化层面会弱很多。


兆芯CPU这几年推进得较快。原因首先是政策的支持,其次,兆芯CPU的性能也跟上了,与国际先进水平的差距越来越小。


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图:兆芯展位上展示的产品(上图上:网络安全产品,上图下:数据保护系统)


在研发中,兆芯遇到的最大挑战,首先是人才。因为国内CPU方面的人才本来就少,这么有限的人才还分散到了众多设计企业中,另外现在AI、机器人、自动驾驶等领域比通用CPU热闹得多,有很多初创企业、独角兽,其薪金待遇高,还有股权等激励机制,吸引了很多人才。为此,兆芯正加大同高校和科研院所的合作,目前同西北工业大学、华中科技大学以及电子科技大学等成立联合实验室,以携手推进国产芯片的研发以及人才培养等方面的工作。


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图:兆芯展位上的网关产品


第二,本土产业链还有待完善。例如有些核心的EDA设计工具、知识产权、制造等受制于国外。这需要产业链里的其他相辅助的环节起来,仅凭自己一家是做不大的。例如在生产方面,兆芯现在最新的16nm开先KX-6000是在台积电流片的,因为大陆没有16nm的成熟产线。但是兆芯此前28nm的CPU已经在上海华力流片了,因为国内已经有相对成熟的28纳米的流片技术。


呼唤政策力度和合理导向


兆芯现在主要是政策刚需驱动,因此,政策的力度和导向至关重要。


政策力度方面,现在国内的领导和专家都有争议,争论点之一是怎么搞芯片产业?是否要凸显我国“集中力量办大事”的优势。因为我们既然可以造出“两弹一星”,就可以造出小芯片。但是与造“两弹一星”不同,在知识产权保护规范越发完善的今天,芯片行业还必须要接受市场的检阅。与“集中力量办大事”相反的观念是将”鸡蛋装到不同的篮子里“,例如现在出现的投资分散等现象,造成了本土芯片设计企业数量众多,覆盖领域面面俱到。


另外,本土CPU业的成长离不开政府的投资,目前我国与世界先进水平的差距还较大,因此政府的投入还需要有足够的耐心。


在政策导向方面,建议政策的导向保持中立性、现实性。一些观点认为:国外的又好又便宜,干嘛不买?还有人主张什么都得自己重新来,全部原生态地从零造起。科学技术必须在前人的基础上发展,这是个客观规律,把核心技术消化、掌握,兆芯就是走的这条路。


产品规划


兆芯目前的开先ZX-C和开先KX-5000系列产品正在量产销售,且销量增量良好,例如2018年的增量是3倍以上,今年应该有4~5倍的成长。


在此次展会上,兆芯开先KX-5000 8核/4核处理器是重点展示的产品之一,采用28 nm工艺,支持双通道DDR4内存,兼容x86 32/64指令,可提供9个PCIe端口,最多可支持24通道3.0传输。兆芯同时带来了开先ZX-C系列4核处理器,产品采用28nm工艺,具有2M的高速缓存。


本土CPU为网安护航,兆芯以生态和技术优势不断成长


开先KX-6000预计2019年第三季度量产。作为兆芯自主设计研发的最新一代国产CPU,其主频高达3.0 GHz,支持双通道DDR4内存,支持CPU硬件虚拟化技术,兼容x86指令集,支持4K解码,DPDK兼容性出色,芯片整体性能经《微型计算机》杂志测试与Intel 7代i5处理器同等水平。目前,开先KX-6000系列处理器已先后荣获“第20届中国国际工业博览会金奖”、“第二届集成电路产业技术创新奖”,以及“2019年度中国IC设计成就奖”。


下一步,预计两年后,兆芯会推出性能更加出色的面向服务器产品的CPU产品。尽管现在的开胜ZX-C+、开胜KH-20000和即将发布的KH-30000系列(与开先KX-6000系列同期发布)都是服务器产品,但严格的说它们是存储服务器、微型服务器、边缘服务器等。BAT(百度阿里腾讯)所用的数据中心、超算用的超大型服务器,目前Intel是最领先和市场占有率最高的,兆芯两年后也将涉足此领域。


小结


网络信息安全在当前的形式下愈加不容忽视。以技术创新为根本,以兼容主流为路线,兆芯x86 CPU已有众多客户方案和应用。这得益于政策的支持,也来源于兆芯人的不懈努力。在x86完善生态与技术的加持下,在兆芯人踏实务实的努力下,兆芯的明天大有可为。


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