第49章 自主研發CPU(1 / 2)

石莫確定了公司先重點研發CPU後,說道:“在2012實驗室設立一個芯片設計研究所,後麵公司會招收IC設計領域的人才組建研發團隊,專門用來進行CPU等芯片的研發設計事項,這個研究所就由馬許院博士負責,馬博士,你有什麼問題嗎?”石莫說完後轉頭看向馬許院。

馬許院是裏斯本技術大學電機工程學士。其後分別取得電機工程碩土和電腦工程博士學位,如果沒有石莫的截胡,馬許院以後還會任該校的助教至助理教授,1992年出任澳門大學科技學院客座教授,並先後為科技學院科技研究中心主任、科技學院院長,澳門大學副校長。他在澳大組建了一個微電子領域的研究團隊及相關實驗室,致力開發高科技微電子研究項目。

澳門大學微電子實驗室在經過十多年的開拓和發展後,在芯片設計技術方麵取得了矚目的成果。後世中國集成電路設計方向,隻有兩家國家級重點實驗室:其一是複旦大學的專用集成電路與係統國家重點實驗室;另一家,就是馬許願主導的澳門大學模擬與混合信號超大規模集成電路國家重點實驗室。

馬許院對石莫問道:“老板,我們是要自主研發一個指令集和微構架嗎?還是去獲得其他公司的指令集授權,然後再研發自己的CPU?”

石莫答道:“我們公司自己重新研發出來一個指令集和微構架吧,想去取得別的公司的授權很困難的,費時費力,還不如自己重新設計一個,以後也不會出現專利糾紛等問題。”

80年還是DOS係統的時代,圖形係統都還沒有,大部分軟件都還沒開發出來,所以石莫現在不用考慮軟件生態的問題,這是一個有利於自己開發指令集的條件。

注意!前方高能預警,非技術控請直接跳過。

CPU即中央處理器,是負責計算機主要運算任務的組件。CPU執行計算任務時都需要遵從一定的規範,程序在被執行前都需要先翻譯為CPU可以理解的語言,這種規範或語言就是指令集。程序被按照某種指令集的規範翻譯為CPU可識別的底層代碼的過程叫做編譯。

後世的x86、ARM v8、MIPS都是指令集的代號。x86是英特爾公司研發的指令集,指令集可以被擴展,如x86增加64位支持就有了x86-64。廠商開發兼容某種指令集的CPU需要指令集專利持有者授權,典型例子如Intel授權AMD,使後者可以開發兼容x86指令集的CPU。

CPU的基本組成單元即為核心。多個核心可以同時執行多件計算任務,前提是這些任務沒有先後順序。核心的實現方式被稱為微架構。微架構的設計影響核心可以達到的最高頻率、核心在一定頻率下能執行的運算量、一定工藝水平下核心的能耗水平等等。

需要注意的是微架構與指令集是兩個不同的概念:指令集是CPU選擇的語言,而微架構是具體的實現。比如說i7-4770的核心是Haswell微架構,這種微架構兼容x86指令集。

前麵說過,軟件必須編譯後才能在某種指令集平台上運行,而編譯是很複雜的事情,絕大多數閉源軟件僅僅會對少數一兩個平台編譯。因而支持某種指令集的軟件應用越多,這種指令集也就越有市場優勢,新開發的微架構隻需要兼容某種指令集,那麼就可以很容易運行大量為其開發的軟件。

在PC時代,幾大主要的CPU研發廠商都隻是自己研製微架構自己用。

後世因為微軟的強勢與Wintel聯盟的推動,x86指令集成了最受歡迎的角色,幫助Intel用彼時性能相對落後的微架構在PC平台擠跑了一眾對手。後PC時代由於蘋果穀歌的兩大操作係統平台的推動,ARM指令集又取得了絕對的市場優勢。

但對於新的CPU研發單位來說,他們想獲得熱門指令集的兼容授權是很困難的事情。因為對於指令集所有者來說,指令集多授權一家就多個對手啊。

早年x86與ARM的指令集授權是拿錢買不到的,想要得到都需要進行高水平專利交換。拿到x86授權的幾家廠商要麼是拿的早(AMD、Cyrix、IDT),要麼是有高水平技術與Intel交易(Transmeta,以功耗控製技術同Intel交易)。後來Nvidia想要研發自己的CPU,找Intel軟磨硬泡後者就是不給,搞得Nvidia相當無奈。國內的研發單位一開始研究時自知不可能拿到x86授權,於是各自去找關係好些的其他授權方解決問題了。ARM這邊也一直對指令集授權卡的很死,之前隻有高通、博通和Intel得到,也是通過技術交換的形式。