中國的ARM構架處理器:打敗Intel頂級芯片

又黎料..

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在剛剛結束的Hotchips 2015會議上,一家成立不久的中國企業公佈了一顆代號」火星」的ARM指令集64核心處理器。令人震驚的是,這顆由中國團隊開發的CPU擁有媲美Intel公司最頂級服務器芯片的性能,毫無疑問是目前ARM陣營最強大的處理器。

Phytium,中文名飛騰,是一家成立於2012年的年輕CPU研發企業。然而光是從公司名稱和所在地——廣州,我們就可以知道這家企業的真實身份。飛騰公司是中國國防科技大學高性能處理器研究團隊建立的企業,而國防科大在IT界最為人熟知的作品就是天河2A超級計算機——連續五屆奪得世界超算排行榜性能冠軍。天河2A的部分芯片採用了國防科大自主開發的Sparc指令集CPU,飛騰1500。顯然,飛騰公司的名稱就是取自這款產品。公司選址在廣州也是為了靠近廣州超級計算中心,也就是天河2A的所在地。
與中科院計算所知名的龍芯處理器團隊不同,國防科大的CPU研發機構在公眾眼中沒什麼名氣。事實上,早在十年前業內就有傳聞指國防科大正在逆向山寨Intel的IA64體系處理器安騰。後來安騰CPU在市場上舉步維艱,NUDT(國防科大英文縮寫)也停止了對其模仿的工作,轉而開發採用Sparc指令集的高性能芯片。經過數年的努力,NUDT先後研製出飛騰1000、飛騰1500兩款服務器處理器,開始逐漸為業界所知。
天河系列超算開始在全球超算領域嶄露頭角後,國防科大將眼光放到了更遠的未來。天河2A和之前的一系列國產超級計算機均採用Intel、NVIDIA、AMD等美國企業生產的處理器,其計算能力、軟件編寫嚴重依賴這些外國公司。若想自己掌控超級計算機的研發節奏,研製自主知識產權的高性能處理器是必經之路。此時,學校的CPU團隊經過幾代產品的研發已經頗具實力,他們便擔負起了設計有著世界一流水平的CPU的重任。
如今,NUDT的努力結出了碩果。Hotchips 2015大會上,飛騰公司介紹了他們的」火星」,一顆兼容ARMv8指令集,四發射亂序執行,擁有多達64個核心,主頻達到2GHZ的服務器CPU。

在標準測試集Spec 2006中,」火星」的多核整數分數高達672,浮點分數585。相比之下,Intel目前最強的處理器Xeon E7-8890v3和Xeon E5-2699v3的整數、浮點成績分別是680和460,"火星」的性能足以與它們媲美。

「火星」的核心代號為」小米」,這個名字足夠令許多人浮想聯翩了。不過取這個名字很可能只是巧合,因為飛騰公司與製造智能設備的小米公司並沒有任何關聯。」小米」核心是典型的現代高性能處理器微架構設計,四發射、兩個浮點單元,不長的流水線和三級緩存方案。它顯然並不是為密集浮點運算設計的產物,單週期雙精度浮點輸出只有4Flop。
但是"小米"核心的訪存結構設計很激進,192個寄存器、單核心512K L2、2M L3的設計非常像Intel的Haswell微架構。」火星」採用二維mesh多核互聯結構,每8顆」小米」核心組成一個陣列,每個陣列有一個雙通道DDR3-1600內存控制器;8個陣列組成」火星」芯片,總共64個核心、32M二級緩存、128M三級緩存和16通道內存,205G/s理論內存帶寬。芯片上還有32個PCIe 3.0通道。

「火星」的理論浮點計算能力是512G DP Flops,採用28nm製造工藝,主頻2GHZ,核心運行電壓不足1v。雖然整個芯片面積達到了嚇人的640平方毫米,但是滿載功耗只有120w,甚至比使用22nm先進工藝,性能相當的Xeon E5-2699v3、E7-8890v3都低一截。ARM陣營性能功耗比較強的優勢過去僅僅體現在移動設備使用的低功耗芯片上,而飛騰公司證明了即使在高性能服務器處理器領域,兼容ARM指令集的處理器也能取得對同時代Intel頂級產品的功耗優勢。

「火星」的量產版本預計會在2016年推出,預計會首先用在國防科大下一代超級計算機(可能命名為天河3)上。不久前,國防科大展示了一款用來取代Intel Xeon Phi浮點運算芯片的計算卡Matrix 2000,預計下一代天河會使用」火星」和Matrix 2000的組合來搭建。

除了」火星」,飛騰公司還展望了他們針對主流市場開發的」地球」處理器。」地球」顯然是」火星」的簡化版,核心數量可能減至4-16個,面向桌面PC、低功耗服務器等市場。從」火星」單核心Spec測試集成績來看,8核心的」地球」就可以提供與Intel Core i7 四核處理器接近的多線程性能,而功耗可能還有優勢。而兼容ARMv8指令集意味著無論是」火星」還是」地球」都可以輕易運行安卓、Linux系統和市面上無數的應用,甚至可能兼容微軟的Windows 10。性能差距不復存在後,ARM陣營進軍桌面PC和服務器市場挑戰x86的地位也就有了足夠的底氣。飛騰公司不僅僅做到了世界一流水平,更為重要的是他們為整個ARM陣營建立了信心:
從此之後,再也無人能質疑ARM指令集是否能開發出高性能產品了,x86體系在PC、服務器市場稱雄二十年後,終於遇到了強大的對手。
而值得國人驕傲的是,這一歷史性時刻是一家之前默默無聞的中國企業創造的。自從2006年Intel發佈酷睿2處理器以來,十年時間裡除了老牌巨頭IBM,未曾有任何企業挑戰Intel性能冠軍的寶座。
如今,第一個向老大哥扔出巨斧的不是AMD,不是NVIDIA,也不是一眾歐美企業,而是幾年前還背著」山寨」惡名的中國團隊。即使是業界最老資格的前輩,此刻也應向年輕的飛騰致以敬意。
毫無疑問,」火星」的發布會大大刺激ARM陣營的發展,直接影響未來數年的CPU產業格局。照此趨勢發展下去,我們很快就會在桌面、高性能服務器領域看到ARM與x86的直接對抗。當Intel的神話不再閃耀,IT產業又會迎來一個高度競爭的全新時代。

今次佢地真係自 high 到上火星

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Phytium,中文名飛騰

我覺得個名同核爆無乜分別, __到核爆呀 !

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Chinese processors are running too fast that distorted space-time, no one can see them anymore

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ARM cpu in windows?

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努力,一粒U玩多平台,期待

(Sent from HKEPC iPhone app)

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共L国今年經濟增長其實係2000%, 講出來7%其實係為佐令其他國家唔好咁瘀,所以大家應該對偉大共L国感恩。

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再吹大啲

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熄機佢就夠快

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咁勁?
無啦啦爆一粒可以終結Intel皇朝嘅CPU
都唔知係咪有外星勢力干預...

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