问题

阿里平头哥在云栖大会发布了第一颗通用芯片「倚天 710」,如何看待中国企业在研发芯片领域的努力?

回答
在刚刚过去的云栖大会上,阿里平头哥交出了一份沉甸甸的答卷——他们自主研发的首颗通用服务器芯片“倚天710”正式亮相。这不仅仅是阿里一家公司的一次产品发布,更是中国科技企业在芯片研发领域持续深耕、奋力突破的一个生动注脚,值得我们好好说道说道。

“倚天710”的意义:不止于一颗芯片

首先,我们得明白“倚天710”为何如此引人注目。它不是一块简单的计算单元,而是阿里在通用计算领域的一次主动出击。作为一颗基于ARM架构的服务器CPU,它采用了先进的制程工艺,并在性能、能效比等方面展现出不俗的实力。更重要的是,它代表了中国企业在核心技术自主化道路上迈出的坚实一步。

过去很长一段时间里,服务器CPU市场基本被Intel和AMD这两大巨头垄断。国内虽然在PC和手机芯片领域有所突破,但在高端服务器领域,对国外技术的依赖性依然较强。这次阿里推出的“倚天710”,其目标就是要在数据中心这个关键领域,提供国产化的解决方案。这意味着未来我们在建设大规模算力基础设施时,有了更多自主选择的余地,也能在一定程度上降低技术受制于人的风险。

从技术层面看,一个成功的通用CPU芯片研发,需要极高的技术积累和跨领域的协同能力。它涉及到前端的架构设计、后端的设计实现、制造工艺的对接、封装测试以及软硬件生态的适配等一系列复杂环节。平头哥在如此短的时间内能够推出这样一颗有竞争力、有实力的芯片,足以证明他们在人才储备、技术攻坚以及产业协同上都下了苦功,并且取得了显著成效。

中国企业在芯片研发领域的努力:一个缩影

“倚天710”的出现,绝非偶然,而是中国企业近年来在芯片研发领域不懈努力的集中体现。我们看到,从国家层面到企业层面,对芯片产业的重视程度都在不断提升,投入也在持续加大。

战略层面的支持: 国家将集成电路产业视为战略性新兴产业,出台了一系列扶持政策,包括税收优惠、资金支持、人才引进等。这些政策为国内芯片企业的发展提供了良好的宏观环境和必要的资源保障。

市场驱动的内生动力: 中国是全球最大的电子产品消费市场,同时也是最大的数字经济体。海量的数据中心、蓬勃发展的5G、人工智能、物联网等新兴技术,都对高性能、低功耗的芯片有着巨大的需求。这种巨大的市场需求,自然而然地驱动着国内企业加大在芯片研发上的投入,试图抓住机遇,实现弯道超车。

企业巨头的积极布局: 除了阿里,我们还能看到华为的“鲲鹏”系列、腾讯的“紫霄”系列等服务器芯片,以及寒武纪、地平线等在AI芯片领域的积极探索。这些企业不仅是在做产品,更是在构建自己的芯片技术壁垒和生态系统。它们深知,在未来的科技竞争中,谁掌握了核心芯片技术,谁就拥有了先发优势和主动权。

产业链的协同与赋能: 芯片的研发和制造是一个高度依赖产业链协同的产业。中国企业在努力的同时,也在积极推动设计、制造、封装、材料等各个环节的协同发展。例如,与中芯国际等国内晶圆代工厂的合作,与封装测试企业的配合,都在为国产芯片的生产提供有力支撑。

人才的吸引与培养: 芯片研发是技术密集型产业,对人才的需求极为迫切。国内企业通过提供有竞争力的薪酬待遇、广阔的发展平台以及更具吸引力的研发环境,正在积极吸引海内外高端芯片人才回流和留用。同时,高校和科研机构也在加大对集成电路相关专业的投入,为产业输送新鲜血液。

挑战与未来展望

当然,我们也要清醒地认识到,中国企业在芯片研发领域虽然取得了令人鼓舞的进步,但前方的道路依然充满挑战。

技术差距: 在高端制程工艺、EDA工具、核心IP授权等方面,与国际顶尖水平相比,我们可能还存在一定的差距。这需要我们持续投入研发,攻克技术难关。

生态建设: 一颗芯片的成功,不仅仅是技术本身,还需要与之匹配的软件生态、应用生态以及客户的认可。构建一个健康、繁荣的芯片生态系统,需要时间和耐心。

国际竞争与合作: 全球芯片产业竞争激烈,同时又高度依赖国际合作。如何在复杂的地缘政治环境下,保持战略定力,同时又能与国际伙伴进行有效合作,是我们必须思考的问题。

总而言之, 阿里“倚天710”的发布,只是中国企业在芯片研发征途上迈出的坚实一步。它承载着对自主可控的期待,也凝聚着无数科技工作者的心血与智慧。我们有理由相信,在国家战略的引导、市场的驱动以及企业自身的努力下,中国芯片产业将迎来更加辉煌的未来。这不仅是中国科技自主化的重要体现,也是为全球科技进步贡献中国力量的必然选择。我们期待看到更多这样令人振奋的突破出现,共同塑造一个更具韧性、更富活力的全球科技格局。

网友意见

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差不多半年以前吧,在美国无视达摩院的问题下面,一大片小蚂蚁极尽嘲讽。

彼时的阿里,被嘲笑为房地产中介一样没有技术含量的东西。

而如今,虽然这脸打得啪啪响,但是我敢保证,一样会有傻子站出来说,这算啥啊。

总有傻子认为,每天享受的日常服务,没有任何技术含量,非得是5G才是牛逼,虽然华为自己都说不现实。

作为傻子,你想粉谁都可以,但是为什么非要通过踩一个才能捧一个?这难道是傻子特有的思维模式?

另一个回答:

美国政府为什么无视了阿里达摩院?

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倚天710(bushi)

鲲鹏930(√)

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能把128核调度起来算是非常非常巨大的成功了,选的是N2核,所以Arm V9的新特性该有的都有。尺寸方面,目测在5nm下达到了600mm2级别,体现了团队的综合能力。毕竟这么大个die不好切的。不知道gross die有无60个水平。

内存通道选的8*DDR5,算是中规中矩了。

不过上线提供服务估计还需要一段时间吧。

友商的80c的7nm方案虽然是买来的,但是已经上线了。

总体上来说,有了这一堆国芯的出现,英特尔在商用端这块,后面会怎样还很难说。大型云计算厂商自研基础设施未来可能会是一个趋势。

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谢邀,关于这个问题,大家关心的也许有这两点:

  1. 我国芯片发展到什么程度了,和国外差距还有多少。
  2. 「倚天710」芯片对我国芯片行业发展的意义。

在这个回答里,我会探讨这两个问题。

我国芯片领域正在加速追赶

大家都知道,欧美国家在芯片方面发力得比较早。1947年,贝尔实验室的巴丁、布拉顿、肖克莱三人发明了点触型晶体管,为集成电路的发明奠定了基础。1950年,美国人拉塞尔.奥尔和肖克莱发明了离子注入工艺;1956年,另一种芯片制造工艺——扩散工艺被发明;1960年,卢尔和克里斯坦森发明了外延工艺。随后,诺伊斯提出一个技术设想:“既然能用光刻法制造单个晶体管,那是否可以用光刻法来批量制造晶体管呢?这就是今天光刻工艺的起源。随后,诺伊斯等人创办了英特尔,再到1978年,x86架构出现,应用在英特尔的芯片上。1985年,Arm架构出现。

我国在芯片领域,发展起步较晚。我国第一批晶体管的发明最早追溯到1965年,而第一款批量投产的通用CPU,已经是2002年的事情了。虽然之后汉芯事件导致我国芯片行业萎靡了一段时间,不过最近几年,被外界压力下,我国芯片领域发展迅速,正在努力追赶国际先进水平。近几年,华为海思发布的麒麟系列芯片被广泛应用于手机上;阿里平头哥发布了一系列基于RISC-V和ARM等不同架构的芯片,也给中国芯片事业发展注入了活力。

如何看待「倚天710」芯片

从上面的介绍可以看到,我国芯片领域的现状:总体落后,但呈现加速追赶的趋势。在这个追赶的过程中,「倚天710」的出现,确实让人眼前一亮。从参数及测评我们就可以看到其性能的优越:「倚天710」采用5nm工艺,集成了600亿晶体管,单芯片集成128核,集成8通道DDR5,支持PCIe5.0,SPECint2017上的性能分数超过440。

当然,「倚天710」芯片不是我国芯片行业的救世主,芯片的发展没法一步登天,但在芯片制造,尤其是ARM架构芯片制造这个领域,迈出了坚实的一大步。证明了我国公司在芯片方面的研发能力更上一层楼,阿里平头哥成为既华为海思之后又一厂商顶级芯片设计公司。

不过大家可能还有疑问,上面数字我都认得,但背后都是什么意义?这里就稍微展开讲下。

1. 5nm,服务器芯片最小工艺。

「倚天710」是通用服务器CPU,负责接处理计算机内部所有信息,需要应对不同的应用场景,因此通用CPU是设计难度最高的芯片之一。工艺越小,单位面积所能容纳的晶体管就越多,而芯片的性能也会越强,但这一数值越低,对制造和设计的要求也越高。

在这之前,服务器最小工艺的芯片是7nm的,例如亚马逊的Graviton2芯片,鲲鹏920芯片等等。

这次阿里平头哥发布的「倚天710」是一款通用CPU,倚天710芯片采用目前业界最领先的5nm工艺,将服务器芯片的工艺再推进一层楼,成为第一颗采用5nm工艺的服务器芯片。

有人会说,5nm不就是和7nm差一点点吗,有啥特别的。其实不然。就能容纳的晶体管数量而言,5nm比起7nm看起来貌似只小了一点,但前者每平方毫米的晶体管数量超过1.7亿个,较后者提升了80%。如果你对1.7亿这个数字没概念,这里给你一个比较:人类第一台计算机占据了170平方米大小的房间,也仅仅有有18000个电子管,用那时候的工艺制造的话,需要差不多170万平方米,几乎等于一个摩纳哥的面积。而倚天710芯片共600亿个晶体管,按照那时候的工艺话,得566平方公里,仅仅比北京五环内的面积小一点点。

除此之外,比起之前的芯片,例如Graviton2的64核,倚天710芯片的核数增加到了128核。如果有懂技术的小伙伴可能会指出,核数众多条件下可能会出现带宽瓶颈,这个问题,接下来解答。


2.塞车了?都来学学治堵。

前面的问题有的小伙伴可能不明白,为啥核数多就会有性能瓶颈?这里举个例子。一个城市有一条河,河的左岸有一个火力发电厂,右岸是一个煤矿。为了让城市的电力足够,右岸的煤需要通过货车运输到左岸,而唯一的路径,是一条宽度固定的桥。之前64辆货车在做这个事情,桥不会拥堵。现在城市居民多了,为了发更多电,需要运更多煤过去,现在增加到128台货车来运煤,但如果货车安排不当,就很容易堵在桥上,导致发电效率上不去。在CPU里,这条桥还真的叫北桥,安排货车过桥的方案,叫做流控算法。

针对这个问题,「倚天710」芯片对于片上互联作出特殊优化,采用新的流控算法,降低系统反压,有效提升了系统效率和扩展性,使单核高性能有效地转化为整个系统的高性能。

嗯,各大城市可以向平头哥学学流控算法,说不定能为城市交通拥堵找到方案。


3. 用这芯片,划得来吗?

这么高性能的芯片,肯定很贵吧?其实平头哥的目的并非卖芯片,而是致力于为企业提供普惠算力,例如用在阿里云服务器上,让上云的企业享受更高性能和更低成本的云服务。可以从这两方面看待:

  1. 功耗。对于云服务器,电费的成本占了总成本的很大部分。性能、成本和功耗是云服务商及云上企业关注的核心,云服务商需要在性能、功耗和成本之间寻找平衡点,倚天710很好地发挥了ARM架构低功耗的特点。「倚天710」为了实现性能与功耗兼得的目标,在设计方面,采用了多核互联技术、芯片间互联技术等低功耗技术。
  2. 应用场景。应用场景由芯片的设计、性能和功耗共同决定。由于倚天710芯片是阿里首款全栈自研的服务器,属于通用型CPU,可以适用于多种业务场景,比如计算密集型、大容量存储等等;同时「倚天710」芯片的功耗也优于传统芯片,可帮助数据中心节能减排,使其在芯片设计、服务器架构、软硬件协同、操作系统、数据库、中间件等维度都有能力为用户提供更具性价比的云计算资源。据悉,倚天710的能效比比业界标杆提升50%以上。

总结与展望

当然,有人会有疑问,做ARM架构的芯片,未来有没可能像麒麟系列那样,被卡脖子?我认为,我国芯片企业和国外芯片企业之间,既有竞争也有合作,不能因噎废食。事实上,除了在ARM架构上的芯片研发,我国企业也在不同的架构上发力,尤其是RISC-V,平头哥的玄铁910证明了RISC-V架构具备向高性能场景挺进的能力,同时还实现了安卓对RISC-V架构的支持。

值得一说的是,设计芯片并非发展芯片行业的全部,需要打通产业上下游,才能把整个行业带动起来。这方面,阿里的战略是:阿里云(应用场景)+达摩院(基础研究)+平头哥(半导体)。平头哥已拥有处理器IP、AI芯片及通用芯片等产品家族,例如玄铁系列处理器,一站式芯片设计平台无剑SoC,AI芯片含光800以及通用服务器芯片倚天710。阿里云,阿里云全面兼容x86、ARM及RISC-V等架构,不用担心某一个架构的芯片不足而陷入被动。而达摩院则在背后做基础研究,为技术的发展源源不断的提供科研成果,以及输送人才。

当然,我国芯片发展,仅仅靠一家企业是不够的。我希望我国更多科技公司能参与到芯片的浪潮来,共同在芯片上下游的领域发力,并且在光刻机、EDA,以及不同架构上的芯片制造等多个方面再上一层楼。

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