中国芯片实力整体落后,为何能生产出全球领先的超算芯片?

中国芯片实力整体落后,为何能生产出全球领先的超算芯片?
2019年09月20日 18:09 互联网_乱侃秀

虽然在某些领域,还是有众多的中国芯片企业排名全球第一,比如华为的安防芯片全球第一,汇顶的指纹芯片全球第一,比特大陆的算力芯片全球第一。

但如果要说整体的综合实力,中国芯片还是相对落后的,因为不管是设计,还是制造、封测都较之国际领先水平差一些。

但让人奇怪的是,同样是讲究性能,讲究算力水平的超算芯片,中国却并不比别的这家差,甚至中国的超算连续多年蝉联世界第一,算力连美国的超级计算机都比不上。

那么中国的超级计算机芯片究竟是怎么做出来的,为何就能够这么强,能不能把这些方案率借鉴到民用的手机、计算机芯片领域?

要说清楚这个问题,先从架构说起,目前国内的超算芯片是申威系列芯片,采用的是Alpha架构,从HP手中买的。而美国的超算采用的是intel的芯片,值得说明一下的是Alpha架构的理念是非常先进的。现在很多的芯片都是Alpha的理念在里面,所以这是成功的前提条件之一。

另外我们知道芯片是由晶体管组成的,而晶体管越多,性能越强,晶体管越小,功耗越小,这是个基础理论之一,而这需要制程先进的支持,先进的生产工艺,中国没有。

但做为超算,那么相对而言不用太过于考虑功耗、面积,所以这一点上就不会受到民用芯片的限制,那么制程差一点,也没关系,我可以功耗大一点,面积大一点,晶体多就行,这样工艺就不是制约性能的问题了。

举个例子说明,我可以用14nm工艺,往一块芯片中塞进去200亿晶体管,那么这颗芯片的面积可能比麒麟990大,功耗也大,但我的性能应该比它要强。

第二个理论基础是任何芯片的核心越多,那么肯定是越强的,比如华为在GPU的时候,麒麟980是10核,麒麟990是16核,麒麟990的GPU能力比麒麟980强很多。

而Alpha架构有一个好处,那就是比较适合堆核心,核心之间互联通讯的开销小,这样可以塞进去很多的核,这样自然性能就强了。

而像神威.太湖之光使用的是申威26010处理器,它拥有260个处理核心和4个内存控制器。而太湖之光又安装了40960个中国自主研发的“申威26010”众核处理器。算起来有多少个核心?1000多万个核心。

所以,虽然申威26010只采用了28nm的工艺,而当时的英特尔的芯片采用的是14nm的,但Alpha适合堆核啊,所以核心多,相互消耗小,再加上系统设计的好,在一定功耗可控的范围之内比英特尔的芯片强啊,所以太湖之光的计算能力最终成为了全球第一。

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