第449章 讓沐陽都驚訝的芯片架構
星海集團,培訓教室。
員工正在聽芯片設計項目組的高級工程師講課。
這個芯片培訓課並不是針對芯片項目組的人員,而是公司裡的興趣愛好員工。
在星海集團,每週都有各種各樣的培訓課,講課老師一般爲高級工程師,偶爾會有專家講課,員工下班後沒什麼事,可以去聽一聽,星海集團的培訓學習氣氛很濃厚。
“各位同事,我們先來了解一下芯片的大概分類,芯片大概分爲4類,計算芯片、存儲芯片、傳感器感知芯片和通信芯片。
計算芯片種類大致分爲通用計算類芯片CPU,信號處理芯片DSP,圖形計算芯片GPU和其他特殊計算加速芯片等。
而通用計算類芯片CPU根據指令集主要分爲3個分支。
第一分支:x86系列,即Intel/AMD系列芯片,多用於個人電腦和服務器領域;
第二分支:ARM系列,多用於嵌入設備,如手機、智能終端等低功耗設備。
第三分支:MIPS系列,這是斯坦福大學教授約翰·軒尼詩創立的,2009年,仲科院與MIPS公司達成和解,得到正式授權。
3個分支,其實就是3家公司的芯片架構。
其它的,可能你們還聽說過RISC-V架構以及其他架構。
如果我們公司採用這些公司的芯片架構,那就得付出技術授權費。
比如,像平果、四星和搞通的手機CPU都是兼容ARM指令集的非公版設計,其芯片本身結構完全自主研發。像華威的麒麟970芯片的CPU核則是採用了ARM的公版IP授權模式。”
培訓老師看到學生提問“什麼是架構?這個基礎概念還是不太明白。”
培訓老師說:“這個芯片架構,其實跟房子的主體框架是一樣的,比如說框架結構、磚混結構及新型結構。
而房子裡面要裝什麼,其實就是芯片的內容……”
這個培訓老師講得通俗易懂,如果星海集團要設計新的芯片架構,其實就相當於拋棄國際上現有的芯片架構。
如果沐陽沒有閱讀系統,他也沒必要費那個心思,自己設計的架構未必有別人的好,而且不是短時間內能夠設計出來的,要是那麼容易,世界上就不止那幾個芯片架構了,何必花錢買別人公司的芯片架構。
董事長辦公室裡,沐陽也是在思索芯片架構的問題。
他可以開掛,可以在閱讀系統裡搜索一下,看看有沒有更好的架構,何必使用別人公司的架構,受人約束呢。
EBL電子束光刻機的研發,讓他有了更好的選擇餘地。
跟建房子一樣,芯片設計,當然也是從選擇系統架構開始。
設計系統架構的軟件主要有僞軟的Office套件如Word、Excel等,還有僞軟Visio等一些畫圖軟件用來描述系統架構設計思想,星海集團也可以自己開發一款適用自己系統架構的軟件,專門設計架構。
除此之外,系統架構還包括算法設計。
我們可以把一個芯片當成3層樓房,這個算法設計就相當於進入某層樓某個地點的方法,比如,我要把一個沙發放到三樓,如何運輸最省力最高效,肯定是有最佳路線和最佳方式的。
還有,不同芯片架構,它的表達方式也是不一樣的,即指令集不一樣。
就拿通信芯片來說,設計流程的第一步,就是系統架構和算法設計;
第二步,就是系統行爲仿真,相當於房子的性能指標;
第三步,規格制定,相當於房子的尺寸,要搞幾層,使用什麼材料等等,要實現什麼功能。
第四步,模擬電路和數字電路設計,其實就相當於給房子裝修,填充什麼物品。
所以,星海集團要搞芯片設計,主要有兩個工作:
第一是電子設計自動化軟件。
即設計芯片的軟件,畫圖得有軟件吧,也是這個意思,一般稱爲“Electronics Design Automation(EDA)”,在過去半年時間內,星海集團的芯片設計部門都在準備這個工作,並沒有完成,但也做了大量基礎工作,幫沐陽節省了大量時間。
EDA最終的核心設計,還是需要沐陽去完成。
這也沒法,EDA一直是國內的軟肋,要是沐陽不開掛,還真沒法搞定EDA軟件。
第二就是設計芯片架構。
這個沐陽親自去搞,短時間內是搞不定的,只能依靠成就點商店。
其它的芯片設計工作,對EDA和架構來說是比較簡單。
那些國內芯片設計公司,一般是購買別人公司的EDA軟件和芯片架構的技術授權。
沐陽之前花了一百成就點購買芯片設計的技術,但要搞新的芯片構架,還得另外花成就點。
打開系統商店的普通貨架,搜索“芯片架構”,還是發現不少新奇的芯片架構。
一般來說,不同領域的芯片,有它比較適合的芯片架構。
也有一種芯片架構,可以應用在多個領域設計芯片,這並不衝突。
就比如一道數學題目,也許有多個解答方法,有簡潔的,也有複雜的。
沐陽做芯片,可以滿足公司的汽車芯片(要求並不高)、人工智能系統、超算中心,以及國內計算機和手機等行業高端芯片需求。
也許用不了多久,華威等國內科技企業將遭受某國多輪限制,買不到手機芯片以及高端芯片。
目前華威公司已經在做芯片設計,只是需要芯片廠家代工。
但如果苔機電受到某國的限制,華威公司設計出高端芯片出來,那也拿不到高端芯片。高端品牌手機,用的就是高端芯片。
也許可以委託仲心國際公司代工,但仲心國際的工藝技術水平是比不過苔機電,只能生產次一兩級的芯片。
現在,星海集團正在解決芯片製造的問題,打破老外的壟斷,也許不久後,華威等國內芯片設計公司不用再擔憂受到老外限制,可以委託星海集團代工。
轉回話題,新的芯片架構,將使用新的指令集,實際就是新的編程方法,要求芯片設計者熟悉它的功能。
不過,編程或指令集的邏輯都是相通的,只是表達語言不一樣而已。
看完幾個芯片架構的介紹,沐陽選擇了一種適合星海集團情況的芯片架構,把它命名爲“XH系列”。
如果把X86和ARM系列比喻成沒有電梯通道的高樓大廈,那麼XH系列就多了電梯通道,而且這類高樓大廈是建立在地下的,貨物運輸通道更多,效率更快,大廈結構更穩定。
由於貨物是從上而下運輸,能耗也更低。
能耗方面,就拿一個例子來說,像ARM從來只是設計低功耗處理器,而Intel(使用x86系列架構)的強項是設計超高性能的臺式機和服務器處理器,能耗更高。
比如Intel i3和i5處理器平均發熱率爲37瓦,而基於ARM的片上系統(其中包括圖形處理器)的發熱率最大瞬間峰值大約是3瓦,約爲Intel i7處理器的1/15,因此比較適用在移動設備上。
如果使用x86系列架構,那手機得有多燙手呀。
但是,XH系列卻具備更低能耗的,大約是ARM的一半,但卻可以設計高複雜的處理器。這個就相當於了不起了,如果應用在筆記本電腦或手機上,續航更長,CPU不會發燙。
當然,架構更加複雜一些,對芯片工藝要求更高。
等沐陽瞭解到這個牛比的芯片架構功能時,非常震撼。
不用多想,購買!
200點成就點,價格也是極高。
吸收完技術知識之後,沐陽感覺到XH系列太牛比了。
牛比到什麼程度呢?
比如說,採用同樣的7nm芯片工藝。
XH系列除了能耗低,效率更高,可以兼容簡單指令和複雜指令,如果使用簡單指令,就是默認普通情況,就是可以這麼設計。
運行效率方面,大概提高一倍,而且更加穩定。
這個穩定,指的是,如果某個通道被破壞或阻塞了,這個CPU還是能夠使用,因爲它有很多條通道,就能保證超頻運行。
綜合來講,採用同樣的芯片工藝,但使用XH系列架構,綜合性能比同類芯片架構設計出來的芯片要強幾倍。
沐陽買下新的芯片架構後,先開始搞定EDA軟件,沒有EDA,空有思想也沒有東西承載。
芯片製造研發進展還不錯,項目組已經摸清楚EBL光刻機上買不到的零部件,該自主研發的開始搞,不少是委託研發生產。
要想把光刻機樣機做出來,至少要半年時間,這個週期算是極短了,換作其它公司,給十年不一定能搞出來。
也許,等到EBL光刻機樣機做出來並調試好之後,沐陽的EDA軟件和芯片架構已經弄好,公司的第一款芯片星辰01也差不多能夠設計好。
星辰01,就是應用在高端手機上的芯片。
工藝方面,打算採用7nm+ EBL工藝製程,板級面積相比業界其他方案小45%。
這是世界上第一款晶體管數量超過150億的移動終端芯片,達到135億個晶體管,與2016年出世的麒麟990 5G相比晶體管增加32億個。
CPU採用2個大核+2箇中核+4個小核,與未來業界主流旗艦7nm芯片相比,單核性能和多核性能都要高一兩倍,根本不是一個檔次。
相比目前主流的28nm性能,估計至少是十倍。
目前還沒有7nm工藝製程。
按照星海集團目前的研發進展,計劃在今年年底量產7nm,其它廠商要出7nm工藝還得晚一兩年時間。
對星海集團來說,使用EBL電子束光刻機,7nm已經是最差的了,成本跟目前主流28nm工藝沒啥區別了。
可以說,只要星辰01芯片一出,其它廠商的頂尖手機芯片都黯淡無光,將無法與之爭峰。
所以,沐陽對它非常期待。
接下來的一段時間,沐陽沉浸在EDA軟件設計上。
等時機差不多了,他打算邀請華威任老談一談芯片的事。
3月9日,週六。
這一天,沐陽要檢驗兩個學生的功課。
他一直沉浸在科研之中,腦子也發脹,偶爾指導一下學生也能放鬆一下。
董事長辦公室裡,沐陽與兩個學生面對而坐,跟兩人講解高數並說明如何應用在工程上。
一個小時後,冷涵和金偉收穫良多。
“老師,你講得太棒了,通俗易懂,只講過一遍,我感覺對高數上下冊理解得更加通透了。考試能考滿分,但很多知識點不知道如何運用。”冷涵聽老師講解,有一種奇妙的感覺,茅塞頓開,許多困擾他的難題,一下子就頓悟了。
金偉如是說道:“是的,老師,我感覺收穫非常大,只是,浪費了老師一個小時的寶貴時間。”
“嗯,理論結合實踐,當然更容易掌握一些。你倆掌握了大學高數,可以學習其它數學分支。小偉,雖然伱不是數學專業,但多掌握一些數學知識,也是能夠用得到的。”
沐陽讓他倆先掌握基礎知識,然後用經驗給他倆開掛。
如果不把基本的理論搞懂,沐陽就需要耗費更多的經驗和時間去指導學生。
他也是第一次給學生開掛,想不到效果這麼好。
“好的,老師,我明白,有不懂的,我多請教冷涵。”金偉點頭。
他沒叫師姐,冷涵給了一個白眼,心想着:總有一天,得讓你老實叫我一聲師姐!
“好了,今天學習就到這吧。”沐陽說道,“你倆在江浙大學生活習慣不習慣?
雖然江浙大學比青比弱一點,但有些學科不比青北差。
在同齡,你們有傲氣的資本,但學習一定要學會謙虛,可以多參加一些課外活動,做書呆子,會很累的,也很難在社會上立足。”
沐陽不僅僅要指導兩人的學習,還要教他倆如何爲人處世。
“老師,江浙大學很不錯,環境很棒,同學們很熱情。”
“很不錯,沒什麼不習慣的,就是不太熟悉校園,過段時間就好了。”
“老師,我和小偉想業餘時間參加師姑的慈善基金會。”冷涵淺笑盈盈。
金偉瞪大了眼,我什麼時候答應一起了,不過,在老師妹妹那個慈善機構做事也不錯。
“嗯,多做點善事是不錯的。”沐陽點頭,接下來沒什麼事了,讓兩人該幹嗎就幹嗎去。
冷涵和金偉離開沐陽的辦公室,他倆過來除了彙報學習情況,還要參加星海集團的技術保密培訓。
讓他們想不到的是,老師的指導如同神明,讓他們思路一下子清晰起來,所有困惑都沒有了。
“師弟,老師真是厲害,隨便講講,我感覺所有問題都沒有了。”冷涵感覺今天學習有大收穫,走路都想飛起來。
“嗯,我也有點不明白,爲什麼老師一點就透,效果比我學習大半年還好。”
“如果每一次都這樣,我感覺幾年學習下來,想不厲害都難了。”
“老師很忙,我本來有些不好意思問他。”金偉憨笑一下,感覺對知識更加渴望了。
媒體對他並不看好,覺得他相貌平平,比他優秀的學生還有很多,憑什麼沐陽就選擇他。
金偉原本學習壓力並不大,但當老師的學生,壓力就大了許多,雖然老師沒說,但當他的學生,不能平庸,否則就是丟他的臉。
金偉和冷涵還不打算回學校,他倆打算在星海集團的車間和實驗室去看看,驗證自己的理論知識。
兩人在星海集團是比較特殊的存在,不僅僅管理層,認識他們的員工對他倆非常客氣。
金偉感覺老師對他們太好了,兩人暫時還不會開車,有司機專送他們,開始之時還有點不習慣,但想一想,老師花那麼大精力培養他們,時間更加寶貴,他們省時間,實際也是爲老師省時間。
有司機負責開車,他還可以繼續看書。
只不過,在江浙大學在就感覺有些高調了,目前有些不習慣。
目前,江浙大學在校生最有名氣的學生,除了沐小靈師姑,那就是他和冷涵了,成爲全校師生的議論對象。
第二天,金偉回到學校,和同班同學鄭鳴漫步走在校園裡,碰到一個女生向他打招呼。
“金偉,有空嘛?一起去圖書館看書。”
金偉暫停下思考,微擡下頭,眼前的可愛女生有點眼熟,是本院系其它班級的,在大班裡見過,但他不認識對方叫啥名字,被打過兩次招呼,出於禮貌,他都是微笑迴應。
自來到江浙大學後,他受到不少女生的青睞。
他長得帥?
肯定不是,他身高才167,在青華大學,本系女生都不理睬他。
雖然沒談過戀愛,但也知道怎麼一回事。
現在,真不是談戀愛的時候,還是以學習爲重。
如果沒得到老師的同意,他還是不想與女生有太多的牽扯。
女生,有科學探索香麼?
所以,他拒絕了邀請:“今天可能沒空哦。”
“哦,那可能時候有空?下週末行不行?”
“我現在以學業爲重,希望同學能夠理解。”
“當然理解呀,所以,我們又不是去逛街,而是在圖書館一起看書。”
金偉已經拒絕得非常明顯了,尷尬地笑了笑。
對面女生看金偉笑得有些木訥,雖被拒絕,但並不生氣,依然保持微笑:“我叫張瀾,那我等你有空了再約你,拜拜。”
金偉苦笑一下,旁邊的男同學撞了一下他,眼神還離不開走路微扭的女生。
“臥靠,金偉,幹嘛不答應呀,送上門的菜,不要白不要。這個張瀾姿色很不錯了,還是有不少男生追的,只是都沒看上眼。”
“你要是喜歡,你也可以上的。”
“我喜歡有個屁用,你沒看剛纔,看都不看我一眼,估計連我叫啥名字都不知道,直接點名約你,膽子也夠大,現在的女生,碰上一個優秀的男生,真的比男的還飢渴,真怕晚一點被其他女生搶走了。”
“你不是說,只要臉皮夠厚,啥女生都能泡到麼。”
“我那是嘴嗨而已,算了,以你的條件,看不上也正常,我看那個冷涵就不錯。”
金偉淡淡說道:“呵呵,我對她沒興趣,躲開還來不及。況且現在才大一,最近都忙成狗了,哪裡有心思談戀愛。”
“好吧,你現在的確不適合談什麼戀愛,否則丟的就是沐神的臉,全網都會對你批判。”
鄭鳴笑了下回道,他很羨慕金偉。
他們班裡多了一個大牛人了,現在攀上關係,今後說不定能幫上自己;另外,金偉是青華大學的學生,還是高考狀元,學霸一向崇拜強者。
大家高考分數可能只差五十分左右,但這幾十分,就是極大的鴻溝,不是一個檔次的。
通過與金偉的學習交流,鄭鳴的確發現金偉的比自己牛比。
金偉點頭。
走向圖書館的校園路上,有不少人向金偉打招呼。
“金偉,我有點好奇,當沐神的學生是什麼體驗?”
“老師對我們很好,但就是太好了,我感覺到壓力很大,怕辜負他的期望。”金偉沒有避諱這個問題,但如果問到老師的私事,他肯定不會說。
“真羨慕呀,再也不用愁物質上的事了,沐神個人財富三四千億美刀了吧。”
“不知道,我不關注這一點。”
“好吧,到了沐神這個層次,錢對他來說已經不重要了,我是很尊敬沐神的,把他當成我的偶像。”鄭鳴問完後,好像感覺自己不應該問這些話,免得金偉對他有不好的印象。
剛過兩天,金偉接到老師的電話,說星海集團在H城舉辦一個技術展覽會,向外界展示星海集團技術和產品,邀請合作伙伴交流,要他和冷涵去見見世面,同時讓兩人熟悉一樣產品弧焊機器人,介紹給嘉賓聽,目的鍛鍊兩人的社交能力,同時熟悉弧焊機器人。
展覽時間定在下下週末,金偉突然感覺到壓力特別大,社交是他的弱點,更不用說向嘉賓介紹產品了,不得不找冷涵,她比較活潑,語言表達能力也強。
第二點,他對弧焊機器人不熟悉,幸好老師讓弧焊機器人的技術經理給他倆發了一份電子資料,如果不懂,那隻能去請教項目組的前輩了。
“師姐,產品介紹還是以你爲主導,這個我真不行,我只能輔導講解。”
“師弟,沒事,這事包在我身上。”冷涵臉上盪漾着得意的笑意,很滿意金偉的稱呼,這傢伙總算屈服了。