五千年(敝帚自珍)

主题:【文摘】龙芯意见 -- 【子衿】

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家园 拿龙芯和Intel比是肯定比不过的

首先龙芯的开发团队就不能和Intel比。正如文章所说,Intel本身首先是个半导体厂,其次才是个芯片设计商,这是Intel决定性的技术优势,而且是Intel这么多年来一步步形成的。龙芯的开发团队,从文中所述来看,还不能算一个完整的芯片设计团队,他们的主要工作集中在数字逻辑设计,而这也是与中国目前的半导体产业的情况相适应的。

芯片产业目前是分成几个产业块,各有所专,分别解决自己领域里面的技术难点,从而降低整个芯片生产的难度和产品周期。总的来说,有两方面:高层的系统设计和底层的电路设计。

在高层,是为了解决大规模集成电路设计的复杂度问题。当数字逻辑上升到百万门级,再去让设计人员从一个个与非门开始设计是费时费力的。解决这个问题是通过使用各种硬件描述语言来设计。这就好比让程序设计人员使用如C一般的高级程序语言,开发这种复杂系统的难度就比要用低级的汇编语言降低了很多。从硬件描述语言到最后的门电路逻辑需要一个翻译过程,就像C语言程序也需要编译连接等形成最后的机器码程序。这样一个翻译过程是通过各种综合软件来实现。这个综合软件对性能的影响很关键,就好比编译程序的重要性一样。所以综合软件也是有专门的公司在做。这些设计是目前大多数芯片设计人员的工作。

在底层的电路设计人员就不太去管系统是什么样的。在他们看来,一切都是晶体管以及由一个个晶体管所构成的一个个与非门电路和其他基本电路(比如电阻,电容,放大器等)。在这一层,更多的是物理问题,而不是软性的逻辑问题。电路的设计和电路的工作频率以及尺寸关系很大。当工作频率在300MHz以下,波长则在1米以上,电路尺寸一般都不会达到1米,所以这时候电路设计就不太需要考虑电磁波的效应,相对比较容易。当工作频率在300MHz以上,电磁波的效应随着波长的减少在电路上就表现的越来越明显。比如2.5GHz的系统,波长在10厘米左右。电磁波在一个周期中有波峰有波谷,电压在一根导线上就在起伏变化,而不是通常的恒定不变了。这时电路设计就转向射频电路设计,设计时要考虑的问题也复杂起来。看起来,似乎把电路尺寸缩小能够大大避免这种问题。然而当电路尺寸缩小后,更多原来不明显的物理效应就显现出来了,尤其是在半导体芯片设计中。很多效应已经超越了人能够计算的能力。在芯片设计中,即便是不考虑由于线宽下降所带来的额外的工艺难度,90纳米的的设计也要比180纳米的设计难很多。当一个晶体管(PN结?不太确定)只有90纳米宽,这个晶体管的物理特性要比180纳米宽的时候有很大区别,对信号完整性的影响也是有相当大的差别的。这时候电路设计的好坏往往还是要靠模型仿真来验证,反反复复直至最优。单元电路的模型也是有专门的公司在做的,也有公开的(在这里,要再次对那位已过世的伯克利大牛致礼)。有了这些模型,电路的仿真和信号完整性分析计算机可以做的相当准确。可惜,很多模型都是商业机密,尤其是芯片中的晶体管。最准确的模型总是半导体厂商自己的,尤其当宽度越来越小的时候。所以说Intel在这里有决定性的技术优势。龙芯想要做这一层的电路设计是先天不足,必须依赖半导体厂的支持才有可能和Intel竞争。

至于说多核单核的问题,这是cpu架构的问题,当然物理上对电路的限制是个决定因素。但是明显可见,龙芯团队的主要任务还是应该去实现先进的架构,而不在于去做底层的电路性能提高,这些应该交给别的团队去做,除非有一天龙芯真的成长为如Intel一般的巨无霸,那就可以通杀了。

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