MCU各种相关架构分析
参考文献链接
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1735211364050235932&wfr=spider&for=pc
https://www.51cto.com/article/680663.html
http://www.wingtech.com/cn
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1620981390264720333&wfr=spider&for=pc
http://www.shingroup.cn/
CPU架构产品线路图
AMD在今天凌晨的财务分析师日活动上公布了自己的CPU产品线路图,除了即将要发布的锐龙7000系列处理器将要搭载的Zen 4内核外,还能看到在2024年AMD打算部署再下一代的Zen 5架构。
从这张图上来看AMD的Zen 4架构处理器会包含Zen 4、Zen 4 V-Cache和Zen 4c三种核心,目前含Zen 4与Zen 4 V-Cache上都已经打上勾了,说明这两种核心都已经准备好,而高密度版本的Zen 4c还在准备中,这核心是会用在新一代EPYC Bergamo处理器上,目前对于Zen 4c的消息并不多,Zen 4目前使用的是台积电5nm工艺,但后续会有4nm的版本。
关于即将要发布的Zen 4架构,AMD对在台北电脑展上公布的消息进行了补充,新架构的IPC提升在8~10%之间,得益于新的5nm工艺带来的频率提升,处理器单线程性能提升是大于15%的,此外AMD还确认了Zen 4架构支持AI和AVX-512指令集。
AMD预计Zen 4较Zen 3的每瓦性能提升在25%以上,而多线程提升将超过35%,这些都是基于桌面版的16核32线程处理器测试得来的,当然每瓦性能提升并不等于功耗降了,可以确定的是AM5平台将拥有比AM4平台更高的插座功率,处理器的最大TDP也增加到170W,比现在最大的105W高不少。
到2024年,AMD将计划推出全新的Zen 5架构,和Zen 4一样将有Zen 5、Zen 5 V-Cache和Zen 5c三个版本,将有台积电4nm和3nm的版本。AMD把Zen 5称为全新的微架构,意味着并不只是Zen 4的增量改进,新的Zen 5将重新对前端流水线进行优化,进一步增加前端宽度,并对整合的AI和机械学习指令进行优化,和Zen 4相比会有更好的性能与能耗表现。
X86 市场 Intel 是当前绝对龙头,AMD为最大潜在竞争对手,7nm 制程工艺已经超过Intel当前10nm水平,根据 Mercury Research 2019 年 Q4报道, AMD在服务器、PC 和移动 CPU市场份额分别达5% 、18%和16% CPU整体市场份额约为15%。
X86 市场 Intel 是当前绝对龙头,AMD为最大潜在竞争对手,7nm 制程工艺已经超过Intel当前10nm水平,根据 Mercury Research 2019 年 Q4报道, AMD在服务器、PC 和移动 CPU市场份额分别达5% 、18%和16% CPU整体市场份额约为15%。
ADM主营业务划分计算和图形、企业嵌入式和半定制化产品,AMD CPU核心架构为Zen系列,该架构诞生于2017年,迄今已发布14nm Zen 、12nm Zen+ 、7nm Zen2。Zen及改良版的Zen+是 2017~2018 年主力,接下来 7nm Zen 3 、 5nm Zen 4也在规划中,预计2021年上市,此后还会有Zen 5。
Zen CPU架构路线图包括企业级 EPYC 霄龙、消费级Ryzen锐龙两条线。服务器 EPYC方面, AMD已发布两代产品,分别是 14nm Zen Naples 、 7nm Zen 2 架构Rome,即EPYC服务器芯片跳过 Zen+ 架构直接进入 Zen 2 架构。接下来7nm Zen 3架构Milan, 5nm Zen 4架构 Genoa(正在规划中), AMD透露Milan有望于2020 年 Q3 推出,预计Genoa推出时间 最晚在2022 年上半年,内存 DRAM 方面兼容DDR5。
AMD EPYC的发布让Intel垄断地位遭到挑战。从目前进展来看, Intel 10nm 工艺进展缓慢(7nm 预计在 2022 年以后发布,但目前下游还没有拿到测试样片), AMD 7nm 工艺处理器有望在 2020 年商用。目前 AMD 与下游联想等展开合作,服务器产品在微软、腾讯和阿里开始小批量渗透。
AMD于 2008 年实施轻资产战略,此后通过一系列业务分拆逐步从 IDM 芯片商转型为Fabless 设计商:
1、2009 年将晶圆制造部门独立出来, 成立格芯(Global Foundary)2012年出售给阿布扎比的阿联酋姆巴达拉技术公司。
2、2015 年将中国苏州和马来西亚槟城封测厂出售给通富微电, 并通过合资公司的形式运营,通富微电和 AMD 分别持股 85%和 15% 的模式,通富微电支付 3.71 亿美元作为交易对价。
AMD基于 Zen 2 架构的服务器 CPU Rome 型号于 2019 年 Q4 上市,基于 Zen4 架构的Genoa 预计将采用 5nm 工艺并于 2021 年上市
1、代工方面, 台积电于 2018 年率先实现 7nm 工艺量产 ,同时 5nm 工艺领先同行业半年以上,预计将于 2020 年下半年实现大规模量产,因而台积电是 AMD 服务器 CPU 代工的主力供应商
2、封测方面,通富微电收购 AMD 苏州和槟城工厂后,承接了AMD 80% 的封测业务,通富超威苏州成为第一个为 AMD 7nm 全系列产品提供封测的工厂。
3、封装基板方面,封装基板占封测成本的40%以上,目前供应链集中在日韩台地区,日本尤其占据高端 CPU封装基板市场。
X86架构应用最为广泛,系统和软件支持种类最多,生态较为完备。目前市场上绝大部分台式机和笔记本、以及超过90%的服务器均使用X8架构CPU,市场基本被Wintel 联盟垄断。根据产业链调研,英特尔和AMD 拥有绝大多数X86 的技术专利,占比分别为70%和30%左右,两家公司也存在大量的交叉授权,而几乎不对外授权。
国产CPU若采用X86架构,需要通过与海外拥有授权的企业建立合资公司来使用X86授权生产芯片。兆芯(桌面CPU)、海光(服务器CPU)两品牌产品已经量产出货,并获得了规模性客户认可。
成都海光微电子由AMD以51%持股比例控股,海光持股49%,解决AMD的Zen架构授权,主营业务为芯片生产;
海光集成电路则由海光以70%的持股比例控股,AMD持股30%,从成都微电子处购买Zen架构授权,完成设计之后由成都海光微电子生产、销售,解决国产化身份。
海光基于Zen架构的Dhyana处理器(禅定),最多支持32核,PCIe3.0总线,主频2.0GHz,基于14nm工艺;Hygon处理器,双路处理器,支持SM2、SM3和SM4安全算法。
海光处理器
成都海光通过与AMD合作使用x86的Zen 1架构的授权设计芯片,并正基于 Zen 1架构展开自研指令集工作,天津海光是中科曙光控股36%的子公司。
海光处理器主要面向商用服务器市场, 2020年公司最新推出的C86 3185处理器拥有8个处理器核心,单核性能与2 017年AMD推出的中端处理器锐龙 5-1400 接近。根据中科曙光年报披露,其向海光采购的CPU金额在2019年达到2.4亿元。
闻泰简介
闻泰科技
——全球领先的半导体和通讯产品集成企业
闻泰科技是中国A股上市公司,股票代码600745,主营业务包括半导体IDM、光学影像、通讯产品集成三大业务板块,目前已经形成从半导体芯片设计、晶圆制造、封装测试、半导体设备,到光学影像、通讯终端、笔记本电脑、IoT、服务器、汽车电子产品研发制造于一体的全产业链布局。
半导体业务板块
闻泰科技旗下的安世半导体是全球知名的半导体IDM公司,是原飞利浦半导体标准产品事业部,有60多年半导体研发和制造经验,总部位于荷兰奈梅亨,晶圆制造工厂在英国曼彻斯特、新港和德国汉堡,封装测试工厂位于中国东莞、菲律宾卡布尧和马来西亚芙蓉。客户超过2.5万个,产品种类超过1.5万种,每年新增800多种新产品,全部为车规级产品。
作为一家拥有完整芯片设计、晶圆制造、封装测试的大型垂直半导体(IDM)企业,安世半导体在全球拥有11000名员工,客户包括汽车、通信、消费等领域耳熟能详的国际知名企业。2020年,安世半导体全年生产总量超过1000亿颗。
安世半导体设备公司ITEC致力为全球半导体制造商带来经久耐用的创新性制造解决方案,提供半导体、RFID和MiniLED制造设备和系统,以最高生产率水平的组装、测试、检测和智能制造平台为客户助力,帮助客户在质量、生产率和可持续性方面取得领先地位,同时把总体拥有成本降到最低。
光学影像业务板块
公司旗下的得尔塔科技是光学影像领域主流供应商,同时是全球知名品牌的核心供应商之一。公司采用行业领先的flip-chip技术,实现更稳定的性能,更强的抗干扰、更小的产品尺寸,以满足特定客户的产品需求。
公司拥有智能化生产平台,通过建设高标准无尘车间、精密的自动化生产线、搭建智能化生产系统、并应用严格的产品质量管理体系,为生产、品质保驾护航。摄像头模块产品从FF到Dual Camera均实现了98%以上的良品率,现有最大年产能2亿台,未来将伴随新基地的投产进一步提升。
得尔塔科技拥有FTIR、X-Ray、TBR、酸碱化学试验等解析和信赖试验设备一百多台,专注光学领域的研发和生产分析实验,聚焦摄像头模组的同时,积极布局新技术、新产品和新服务。公司以多年专业经验铸就有利竞争优势,未来将伴随摄像头高端化、双摄、三摄等技术创新,向手机、IoT、智能汽车等领域延伸,从而实现高速增长。
通讯产品集成业务板块
产品集成板块业务包括手机、平板、笔电、IoT、服务器等领域,服务的客户均为全球主流品牌,已经与众多主流品牌建立合作关系并不断深化。多年来,闻泰科技深耕ODM(原始设计制造)行业,是全球知名的通讯产品集成企业。
上海闻泰电子科技有限公司(以下简称上海闻泰)成立于2006年,是行业领先的智能手机研发设计公司。
依托强大的研发能力,上海闻泰能够基于Qualcomm、MTK等国内外主流芯片平台开发智能手机和平板电脑等终端产品,涵盖GSM、TD-SCDMA、WCDMA、TD-LTE、FDD-LTE、4G+(载波聚合)等不同网络制式。
目前上海闻泰所服务的客户均是国内外手机市场排名前列的主流品牌厂商,研发设计的手机产品大多是销量超过500万,部分产品甚至超过3000万的爆款畅销产品。
自成立以来,上海闻泰始终坚持自主技术创新,截至目前已拥有技术专列1000余项,其中包含多项国际先进技术。
在上海市各级领导的关心和支持下,上海闻泰成立14年来发展速度非常迅猛,并获得了社会的广泛关注和认可,先后被评定和授予上海市软件企业、高新技术企业、上海市创新型企业、上海知识产权优势企业、上海市科技小巨人企业等荣誉。
以“推动科技进步,回馈社会”作为企业使命,上海闻泰时刻秉执与社会、与合作伙伴、与员工“共识、共和、共创、共享”的文化理念,在谋求自身不断成长的同时,为员工创造最佳的工作平台和发展空间,为中国手机产业上下游企业打造共生共赢的合作平台,培育健康产业环境,为把“中国创造”不断推向世界,推动中国通讯产业持续发展而不断努力。
Nexperia,作为半导体基础元器件生产领域的高产能生产专家,其产品广泛应用于全球各类电子设计。公司丰富的产品组合包括二极管、双极性晶体管、ESD保护器件、MOSFET器件、氮化镓场效应晶体管(GaN FET)以及模拟IC和逻辑IC。Nexperia总部位于荷兰奈梅亨,每年可交付900多亿件产品,产品符合汽车行业的严苛标准。其产品在效率(如工艺、尺寸、功率及性能)方面获得行业广泛认可,拥有先进的小尺寸封装技术,可有效节省功耗及空间。
凭借几十年来的专业经验,Nexperia持续不断地为全球各地的优质企业提供高效的产品及服务,并在亚洲、欧洲和美国拥有超过12,000名员工。Nexperia是闻泰科技股份有限公司(600745.SH)的子公司,拥有庞大的知识产权组合,并获得了IATF 16949、ISO 9001、ISO 14001和OHSAS 18001认证。
产品
Nexperia提供丰富的标准产品组合。器件对电子设计来说至关重要。提供各种高度可靠且符合汽车标准的二极管、双极性分立式器件、ESD器件、MOSFET和GaN FET以及模拟和逻辑IC,根据严格的行业质量标准在自己的生产基地生产。
应用
无人驾驶和电气化技术正在改变道路交通规则。要跟上这一变化,不仅需要了解这些新系统如何改变驾驶方式,还要时刻关注最新发展趋势。为此,Nexperia提供了一组详细的应用设计,助力针对汽车、工业和电力、移动和可穿戴设备以及计算和消费电子领域的电子设计。
以个人大数据分析为基础
以云计算为依托的智能家居整体解决方案
将“互联网+”深入到生活每一个细节
用技术带给用户家庭安全、家居环境调节、家庭娱乐系统
甚至远程医疗等各方面的全面人性化、智能化体验
随着科技领域的不断拓展
闻泰逐渐发展为全球领先的“互联网+”企业
汽车软件技术规划
以Power Systems AC922为例,集成了NVIDIA Tesla V100 32GB GPU,并通过NVLink实现直接、高速连接,数据吞吐量是基于PCle 3.0的x86服务器的5.6倍,能够大幅提升Chainer、TensorFlow及Caffe等各大人工智能框架的性能,并加速Kinetica等数据库效能,可将深度学习框架的训练时效提高近四倍,并进一步推进人工智能的部署和应用。
第二,在应用创新层面,OpenPOWER还积极开拓行业应用场景,同时借助POWER 处理器的稳健数据分析功能以及OpenCAPI标准等技术带来的对异构计算的优秀支撑,在HPC、AI、大数据和云等新兴应用工作负载领域“大显身手”。
尤其值得一提的是在HPC领域,在过去的几年中,IBM、英伟达(NVIDIA)、迈络思 (Mellanox) 和红帽 (Red Hat)共同合作,为美国橡树岭国家实验室(ORNL)和劳伦斯利物莫国家实验室 (LLNL)开发了超级计算机 Summit 和 Sierra。
这两台一流的超级计算机采用IBM POWER9 处理器和 IBM Storage 构建而成,既可运行传统的HPC工作负载,也可运行AI工作负载。在今年11月发布的超级计算机TOP500榜单中,Summit与Sierra分别凭借200,794.9 TFlop/s和125,712.0 TFlop/s的浮点运算速度峰值夺得第一和第二名的宝座。
第三,在生态合作层面,OpenPOWER始终坚持其使命,即基于POWER处理器架构建立全球性开放的生态协作系统,不断拓展开放生态和相关技术,进一步推动其成员分享技术和知识,以满足客户不断增长的需求。数据显示,在POWER上进行开发的Linux ISV多达2500多家,在POWER上运行的Linux应用更多达10万多款。
另据OpenPOWER基金会会长Bryan Talik介绍,OpenPOWER基金会在2019年将会更加侧重于在开源软件、人工智能、云计算、高性能计算等不同领域构建和拓展开发者社区,并继续加速技术、标准和项目的交付,强化联盟成员之间的合作,推进OpenPOWER的生态建设,为客户提供更多和更优的选择。
由此可见,在数字经济的新时代,OpenPOWER通过在技术、应用和生态的不断创新和开放,不仅进一步降低了HPC、AI、大数据和云等新技术的应用门槛,同时也能够更加贴合行业场景的需求,也将加速推动新技术落地到百行百业,赋能企业的数字化转型。
本地化提速与赋能
知道,进入到数字经济时代以来,中国对技术创新的渴求也是前所未有的,政府相关部门多次强调,创新是引领发展的第一动力。与此同时,“十三五”科技创新规划中也称,中国将主动融入布局全球创新网络,在全球范围内优化配置创新资源。
为此,去年9月8日,IBM宣布与浪潮信息合资成立浪潮商用机器有限公司(IPS),新公司在中国国内研发、生产、销售基于Power技术的服务器系统及相关产品,并为市场提供先进的、差异化和多样化的计算平台和解决方案。
在浪潮商用机器有限公司总经理胡雷钧看来,“两家母公司为了保障战略目标的实现,以及未来在关键应用领域、创新应用领域能够为客户提供更多、更新的解决方案,以及更强、更可靠、更低运营成本的系统,其实给这家合资公司注入了很多关键性的资源。”
日前,在浪潮商用机器正式发布了全产品家族中,其中既有针对纵向扩展(Scale-up)的系列服务器产品,也有针对横向扩展(Scale-out)的系列服务器产品,这些产品不仅能够很好支撑客户向云转型中的关键业务应用,也能够支撑客户面向下一代的应用,如云计算、大数据、人工智能等等。本届峰会现场,浪潮商用机器更是携2位新成员FP5180G2和FP5466G2,再加上此前的3款产品FP5280G2、FP5290G2和FP5295G2,浪潮商用机器OpenPOWER产品矩阵渐具雏形。
除此之外,OpenPOWER还在中国不断壮大生态体系,今年10月,中国科学院计算机网络信息中心正式以科研机构身份加入OpenPOWER基金会,作为中国互联网的诞生地,将与其他合作伙伴一起推动OpenPOWER技术和生态在中国的发展;12月初,中科院网络中心又再次携手OpenPOWER基金会,双方共同创办在中国第一家OpenPOWER联合培训中心,为培养能够掌握运用相关技术和解决方案的人才打下了坚实的基础。
如今,在中国市场,OpenPOWER生态体系会员及合作伙伴类型更加丰富,覆盖了领先的云计算与大数据及在尖端领域取得技术突破的初创企业。同时,联盟成员也正在基于开放的OpenPOWER技术,不断完善和优化自身解决方案,向客户和市场输出更为优质的技术和产品,赋能中国企业的数字化转型。
例如,阿里达摩院参加了此次高峰论坛,并表示对OpenPOWER 在AI与异构计算方面的能力感兴趣,并且正在达摩院的AI研究中尝试合作机会,期望可以一直合作下去。大数据系统技术国家工程实验室项目负责人、深圳大学计算机与软件学院蔡晔老师也在OpenPOWER客户论坛活动中提到“POWER处理器强大的计算性能,多并发超线程,超大内存带宽,先进的I/O子系统,创新的定制硬件加速,非常适合大数据应用。”
此次,他带队参加OpenCAPI异构计算设计大赛的选题是“基于CAPI接口的广告点击率预测算法加速”,蔡晔老师表示OpenCAPI提供的缓存一致性功能可以提高定制硬件加速的性能,同时其易编程性也大大提升了开发进度,并表示赛后会继续在OpenCAPI上加大研发力度。
怡和祥云通过自主研发的具备原生云特性的全栈云产品云桥OpenBridge,提供先进的云平台服务体系,现在依托OpenPOWER的支持,在大数据、人工智能以及容器云等应用上获得更佳表现。
再如,Kyligence和OpenPOWER通力合作,针对其企业级大数据高性能分析引擎,补上了大数据技术栈所缺失的一环。同时在获得OpenPOWER Ready认证之后,在高性能的硬件平台支撑下,也将进一步释放客户的大数据生产力。
随着越来越多新应用的出现,更大的数据量、更深的算法模型、更复杂的计算架构正在成为新的趋势。而在此过程中,OpenPOWER不仅提供了技术支持,更提供创新的工具和平台。同时,在让本地化战略提速的同时,也加速了中国的数字化转型进程。这就是OpenPOWER今天,之于企业级客户的数字化转型,之于中国技术创新的价值和意义所在。
合芯科技是黄埔区引进的重点项目,在服务器CPU领域有着深厚的技术积累,拥有POWER架构CPU核心知识产权,对广东省集成电路产业发展规划具有重要意义;希望合芯科技快速稳步推进下一代芯片研发工作,以“一年磨十剑”的魄力和毅力,加速发展、加速迭代,为广东省“强芯工程”倾注力量,助力粤港澳大湾区打造成集成电路产业发展第三极。
路军董事长表示,合芯科技是广州湾区半导体产业集团有限公司在粤港澳大湾区集成电路产业发展中最重要战略性投资项目,湾区半导体产业集团将会持续支持合芯科技并提供全方位服务,帮助合芯科技聚合集团内外、国内外技术、人才、资本和市场等优势资源。祝愿合芯科技蓬勃发展,早日解决“卡脖子”问题和实现国产化替代。
姚克俭董事长在致辞中从投融资、产学研用、公司发展三个方面向与会的领导和嘉宾阐述了合芯科技取得的成果以及对未来的规划。姚克俭董事长表示,合芯科技面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求,把握大势、抢占先机,直面问题、迎难而上,既要肩负起当前局势下国家赋予的神圣使命,也要承担作为科技企业的社会责任;力争早日完成下一代高性能国产服务器处理器芯片的开发工作,为实现高水平科技自立自强贡献力量。
未来,合芯科技将继续秉持“为更美好的数字生活提供核心动力”的愿景,牢记肩负的神圣使命,以精益求精的科学精神,努力为集成电路核心技术的突破和创新贡献力量。
在近日举行的OpenPOWER Summit 2020上,IBM宣布向OpenPOWER社区贡献A2O POWER处理器核心、Open-CE两项关键技术。
继在八月Hot Chips 2020峰会上发布最新IBM POWER10处理器之后,IBM认知系统模拟团队现在又荣幸地推出IBM POWER10功能模拟器。
这一新发布的模拟环境旨在为开发人员提供帮助、方便将现有Linux应用移植到POWER10架构并实现新应用的创建。
8月17日,IBM展示了其下一代的IBM POWER中央处理器(CPU)系列:IBM POWER10。IBM POWER10处理器旨在提供一个平台来满足企业混合云计算的独特需求,采用7纳米工艺,专注于能效和性能的设计。与IBM POWER9处理器相比,预计处理器能效、工作负载能力和容器密度将实现多达三倍的提升。
合芯科技有限公司成立于2014年,是北京鑫诺投资有限公司高科技板块中专注于集成电路领域的全资子公司,公司聚焦国产化服务器芯片研发,致力于与国际顶.尖技术授权方和指令集架构开源组织深度合作,开发基于完备技术授权的国产化高性能服务器芯片组;生产、销售服务器芯片组及按客户需求定制化的服务器设备。 公司已在粤港澳大湾区、长三角地区、美国奥斯汀分别建立研发中心,计划明年成立北京研发中心。 粤港澳大湾区为公司总部所在地。粤港澳大湾区是开放程度较大、经济活力较强的区域之一,在国家发展大局中具有重要战略地位。国家规划建设粤港澳大湾区,既是新时代推动形成全面开放新格局的新尝试,也是推动“一国两制”事业发展的新实践。在国家政策的引导之下,粤港澳大湾区“经济实力雄厚、创新要素集聚、国际化水平高、合作基础良好”等优势将不断扩大,能够吸引众多海外学者及优秀人才,为公司未来的发展创造极为有利的条件。公司将创建大湾区OpenPower工程技术中心,围绕OpenPower芯片完成相关领域重大突破。 长三角地区为公司重点项目。长三角地区也是经济发展最活跃、开放程度较大、创新能力较强的区域之一,在国家现代化建设大局和全方位开放格局中具有举足轻重的战略地位。支持长三角区域一体化发展已上升为国家战略,这将极大地增强长三角地区的创新能力和竞争能力。公司目前在苏州、上海等地已有一定的产业积累,将打造成集研发和产品工程为一体的研发中心。 北京作为集成电路产业重镇,汇集大量集成电路产业企业及高等院校,公司将与清华大学携手共建OpenPower研究院,在研发设计、创新生产、管理与实施等方面为各中心提供有力支撑。 奥斯汀为美国知名的高新产业技术中心,被誉为“硅山”(SiliconHill)。奥斯汀研发中心将作为桥梁加强公司与IBM等国际企业的合作。 公司核心团队包括了IT行业知名人物、归国专家、国内外CPU及高性能集成电路芯片设计等专家。研发团队成员拥有多年的芯片和服务器系统研发经验,熟悉整个芯片和系统的设计流程,积累了丰富的实践经验。公司计划在2025年扩充至400名研发和产品工程技术专家。
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