最近,圍繞小米自研網(wǎng)絡(luò)上開始論戰(zhàn)。海軍抨擊小米玄戒是馬甲芯片,米粉則堅持玄戒是在ARM技術(shù)的基礎(chǔ)上自主研發(fā)。鐵流談?wù)勛约旱挠^點。以下內(nèi)容術(shù)語未必專業(yè),就圖個通俗易懂。
前端團(tuán)隊小而精 后端靠經(jīng)驗人力資金
芯片設(shè)計可以分為前端和后端。
前端設(shè)計包括定義規(guī)格和功能,系統(tǒng)架構(gòu)、邏輯設(shè)計,RTL,仿真驗證。
后端設(shè)計是將前端設(shè)計變成可用于芯片制造的版圖。
芯片的功能怎么樣,CPU的IPC如何都由前端決定。
在同樣的工藝下,后端設(shè)計能力強(qiáng),CPU的主頻會更高,功耗會更低。
前端設(shè)計團(tuán)隊相對而言小而精,需要架構(gòu)師比較多,以及相應(yīng)的驗證人員,當(dāng)然,如果IP是買的,可能驗證人員少點。
后端有很多定制模塊,要定制和工藝緊密聯(lián)系的工具,做的事情很多很雜,分析、驗證工作量巨大,對測試、驗證人員的需求量大,因而后端注重經(jīng)驗積累、人力和資金。
小結(jié)一下,前端設(shè)計需要小而精的天才團(tuán)隊,后端設(shè)計需要工程師經(jīng)驗積累、人力和資金。
因此,一個精悍的百人規(guī)模前端團(tuán)隊,就能設(shè)計世界頂級CPU核。
后端團(tuán)隊要做尖端工藝芯片,人員規(guī)模就會比前端大很多,比如小米的后端團(tuán)隊就是2千人規(guī)模。
后端設(shè)計周期一般在1年左右,快的話10個月也不是沒有。如果像龍芯那樣,前端、后端全部自己做,整個流程做下來一般要3年左右。
前端需要迭代演進(jìn)
CPU核每一代代碼更新一般不會超過25%。
從英特爾、AMD、ARM的發(fā)展歷程看,CPU核都是迭代升級,國內(nèi)龍芯、SW也是迭代演進(jìn),最近這些年火起來的RISC-V,比如香山處理器,也是迭代演進(jìn)。
哪怕是Jim Keller親自操刀,也不可能跳出這個規(guī)律。
凡是自主設(shè)計迭代的CPU核,不存在橫空出世,一口氣吃成胖子的現(xiàn)象。
一旦出現(xiàn)橫空出世的CPU核,不用懷疑,肯定是買的。
這里說明一下,現(xiàn)在芯片設(shè)計分工很深,模塊都是可以重復(fù)利用的,CPU核、GPU核、內(nèi)存控制器、NPU、ISP等市場上都能買。
就小米來說,前端各種IP都是買的,所以一口氣吃成胖子。
其實,這是ARM芯片的常態(tài),麒麟從K3到9006C,十多年時間里,CPU核、GPU核等核心IP都是買的。
后端設(shè)計需要晶圓廠尖端工藝資料和配套EDA工具
小米要設(shè)計3nm芯片,在開始3nm芯片項目之初就要和臺積電溝通,臺積電會給予相應(yīng)的3nm工藝資料,小米還要去歐美EDA三大廠購買匹配3nm工藝的工具。
然后小米做芯片規(guī)格和功能定義,之后的前端設(shè)計就和小米沒啥關(guān)系了,小米做的主要是后端。
后端設(shè)計都是和具體工藝綁定的,工藝換了,后端就要重新做。
比如原來在臺積電3nm流片成功,結(jié)果因為不可抗力失去流片渠道,換到境內(nèi)工藝,并不是IC設(shè)計公司拿原來的版圖就可以在境內(nèi)晶圓廠就能制造,而是要根據(jù)境內(nèi)晶圓廠的工藝和與該工藝匹配的EDA工具重新做后端,才能去流片。
因此,只要挖到足夠多的資深工程師,買最好的EDA工具,砸錢、堆人力,是可以一出手就開發(fā)3nm、5nm工藝芯片的。
從實踐上看,中興、聯(lián)想、阿里、小米等公司一出手就是3nm、5nm芯片,根源就在于此。
后端設(shè)計屬于會者不難難者不會
前端設(shè)計完成后,只要后端設(shè)計能力正常,就可以自由選擇制造工藝, 同一款CPU核,既可以做成40nm LL工藝,也可以做成28nm SOI工藝,還能做成14nm Finfet工藝。
一款芯片做成什么工藝完全看廠家對產(chǎn)品的定義和流片成本。
后端設(shè)計能力正常的公司換工藝和玩一樣,比如龍芯。
3A2000是境內(nèi)40nm LL工藝,3A3000是ST 28nm SOI工藝,龍芯前端做了微調(diào),加上重做后端,用了1年時間。
也有玩不轉(zhuǎn)的,比如宏芯,從IBM買Power8源碼,買到的Power8是SOI工藝,宏芯計劃換到14/16nm Finfet工藝,結(jié)果多次跳票,最后欠薪暴雷。
另外,會不會是一回事,好不好是另一回事。
后端設(shè)計能力強(qiáng),CPU的主頻會更高,功耗會更低。
舉例來說,同樣使用ST 28nm SOI工藝,龍芯3A3000的主頻是1.5Ghz,龍芯4000的主頻則是2Ghz,工藝相同,龍芯的后端設(shè)計能力提升了,所以把主頻做的更高。
另外,后端設(shè)計和制造是需要磨合的。
舉例來說,龍芯2000使用境內(nèi)40nm LL工藝,這款工藝適合低功耗嵌入式芯片,不適合高性能CPU,最早版本的龍芯2000主頻只有0.8Ghz,經(jīng)過龍芯和晶圓廠磨合,后期版本主頻可以到1.1Ghz。
intel和amd后端積累深厚,可以用老舊工藝做高主頻,龍芯和英特爾、AMD的差距主要在后端,而且差的不是一星半點。
玄戒后端主體部分或由小米完成
一些人拿ARM官網(wǎng)信息,用翻譯軟件咬文嚼字,認(rèn)為玄戒所有工作是ARM完成,小米只是下委托單。
類似于幾年前某大陸ARM CPU公司將后端設(shè)計委托給臺灣世芯完成。
鐵流認(rèn)為,這種說法不靠譜。
之前說了,小米玄戒的前端在規(guī)格定義后,主要依靠購買技術(shù)授權(quán),由于IP都是買的,前端需要驗證測試人員就少,2500人的團(tuán)隊絕大部分是做后端。
也許大家對2000多人后端團(tuán)隊沒概念。
截至2024年,Arm公司的全球員工總數(shù)約為6000多人,其中,工程師為4200-4500人。
工程師中,架構(gòu)設(shè)計與研發(fā)1500約人,物理實現(xiàn)與驗證約1000人,軟件工具與生態(tài)支持約800人,客戶技術(shù)支持約900人。
可以看出,ARM前端團(tuán)隊人數(shù)最多,因為ARM公司主營業(yè)務(wù)就是賣IP的。后端團(tuán)隊規(guī)模只有小米的一半。
資本家都是周扒皮,不可能養(yǎng)著2500人的團(tuán)隊不干活,然后又花費重金,把所有后端設(shè)計全部委托ARM完成。
如果是真把后端設(shè)計委托給境外廠商,完全沒必要維持2000人的后端團(tuán)隊,把自己的后端團(tuán)隊裁了更加經(jīng)濟(jì)劃算。
何況ARM的后端團(tuán)隊規(guī)模只有小米的一半,全部人力都給小米干活,自己手里的活怎么辦?
至于ARM官網(wǎng)的CCS,其實以前就有TCS,類似的服務(wù)ARM一直都有,只是換個名字而已,換名顯得高大上一些,以便更容易從用戶收更多錢。
誠然,不排除ARM在后端設(shè)計上對小米有指導(dǎo)和幫助,甚至不排除有其他境外團(tuán)隊提供技術(shù)支持,但后端設(shè)計的主體任務(wù)高概率是小米完成的。
麒麟芯片(制裁前)開發(fā)方式與玄戒O1大同小異
其實,麒麟的所謂自研是有不少水分的。
在制裁前的十多年里,K3、K3v2、麒麟910、麒麟920、麒麟930、麒麟950、麒麟960、麒麟970、麒麟980、麒麟990、麒麟9006c、麒麟650、麒麟620、麒麟710、麒麟810、麒麟820等芯片也是從ARM購買IP設(shè)計SoC,和小米玄戒O1的開發(fā)方式大同小異。
但在飽和式營銷下,就能標(biāo)榜全棧自研,標(biāo)榜國產(chǎn)之光,讓上至達(dá)官貴人,下至黎民百姓都以為麒麟芯片不需要國外技術(shù)授權(quán),不需要向ARM交專利費。
把ARM芯片變成自主可控、全棧自研,堪稱21世紀(jì)的指鹿為馬。
在海軍眼里,宗教廠這么做就是全棧自研、國產(chǎn)之光,小米這么做就是買辦。
海軍之所以如此雙標(biāo),根源就在于天空中出現(xiàn)了兩個太陽。
小米玄戒開發(fā)ARM芯片會使國人對ARM芯片去魅,使宗教廠失去營銷和溢價的工具。
ARM芯片不適合冠以自研之名
鐵流一貫的觀點是,自研,顧名思義,就是事情都自己做了,既然事情都是自己做的,那么,肯定不需要向外商買IP,肯定不需要向外商委托后端設(shè)計服務(wù),肯定不需要向外商支付高額授權(quán)費。
如果每年支付授權(quán)費高達(dá)上億美元,那么,這種芯片就不適合冠以自研之名。
誠然,現(xiàn)在行業(yè)里盛行給自己貼金,買IP開發(fā)SoC在全行業(yè)普遍被稱為自研,根源還是在于想把自己裝飾的厲害一點,在消費者腦中營造高端光環(huán)和品牌形象,以獲得市場競爭優(yōu)勢。
或者說的更直白一點,那就是標(biāo)榜自研是為了忽悠消費者,激發(fā)消費者的民族情緒和科技自豪感,以滿足情緒價值的方式割韭菜。
因此,麒麟也好,小米也罷,用不向外商交授權(quán)費的標(biāo)準(zhǔn)去要求,其實都談不上自研。
不過,鐵流也不會貶低麒麟和小米在后端設(shè)計上的努力與后端人才培養(yǎng)上的貢獻(xiàn)。
事實上,鐵流在以往的文章中強(qiáng)調(diào),ARM芯片就是一款商業(yè)芯片,既然是商業(yè)芯片,就談性能、價格、功耗就可以了,性價比高就買,價高質(zhì)次就不買。
沒必要用莫名其妙的情懷進(jìn)行綁架。
這方面展銳就做的很不錯,一直用性價比開拓市場,成為全球第三的手機(jī)芯片廠商。
ARM芯片只要不標(biāo)榜全棧自研,自主可控,不往信創(chuàng)市場賣,不沖政府采購,在商業(yè)市場和高通、聯(lián)發(fā)科競爭,鐵流是很支持的,不僅用筆支持,還用錢支持。
但標(biāo)榜自主可控、全棧自研,沖擊信創(chuàng)市場,那就是幫助ARM扼殺龍芯、申威等自主CPU,那就是親者痛,仇者快。
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