原创 由一颗本土设计 ic 引发的思考

由一颗本土设计 ic 引发的思考

星期一早上打开电脑收邮件,第一条邮件就是《国电》的一则新闻：首款本土CPU+GPU并行处理IC1今年底将量产。我们居然能设计出这么高端的芯片让我颇感震惊，不由详细品读这篇文章。

这颗芯片是由深圳中微电科技有限公司（ICUBE）设计会在本月出样片,并声称年底可实现量产。该芯片引以为豪的地方有三个，第一，指令集为MVP，为自己独有。第二，他们在一个硅片上集成了CPU和GPU，第三支持多线程并行。文章中选用了英伟达 (nVIDIA) 的Tegra2和苹果的A5与该产品直接进行对比。本人虽说卖了10多年的ic，但依然对这些涉及到硬件的知识知之甚少，不敢狂语造次。这款IC1敢于与当今两款处在业界领先地位的基于ARM Cortex-A9架构的双核CPU叫板，如果不是自己相当牛X，就是小儿太狂妄。

为了验证一下这个IC1归属于什么档次的产品，是否有实力与Tegra2 和A5 角力，我仔细研读了ICUBE的网站上关于他们这颗IC1的产品介绍，同时在网上收集对比了一些信息。

首先对于Tegra2 与 A5的对比的文章，网络上到处都是。观点也基本上趋于统一。Tegra2 是一款通用芯片，主要应用于基于Android 系统的手持系统。其采用的是台积电的40nm制程，所以芯片本身比较小，大约49平方毫米（7毫米见方）。A5 是苹果产品专用的处理器，其选择的是三星的45nm制程的，所以其体积就要大不少，达到了122平方毫米（约11毫米见方）。

形象的对比，这两个产品的大小就好比一个成年男子的小指指甲盖儿和大拇指指甲盖的区别。而IC1号称其die 只有27平方毫米，要小于这两款产品。但是我发现了他们提到的这个27平方毫米是指的其die (未封装的单个裸片)面积，如果经过封装，我相信其面积应该不会小于Tegra2。而且他是使用的65nm制程，工艺远落后于那两款芯片，还做得这么小，肯定是在晶体管数量上大大减少了。这样光从晶体管数量上来看，它的性能一定要差不少。

再来对比，这三款产品的图形处理能力(GPU的处理能力)。Tegra2 采用的是Nvidia 自己的geforce 显示芯片，A5采用的是Imagination Technologies公司的PowerVR SGX543双核显示芯片。根据相关分析，在显示能力上，Tegra2 落在下风。这个主要是苹果在针对其产品的相关的程序优化上下足了功夫，而且SGX543也要比其上一代产品SGX540强大了许多，A5里面一下子又放了2颗进去，能不强大吗？相信如果是经过针对Nvidia优化的软件，跑起来效果不见得比A5差很多。而这款IC1在这方面说的就比较含糊，文章中介绍其性能已接近Nvidia的水平。其视频解码能力只能做到720P，而Tegra2 和A5都是1080P，还是有不小的差距，这个水平类似于Tegra2的上一代产品Tegra1，所以我猜想他们讲到的IC1的GPU的水平也就是接近于Tegra1。

关于CPU计算能力，该文章支出，IC1的计算能力达到了5160DMIPS。而作为ARM Cortex-A9，每颗的运算能力为2500DMIPS，两颗的话就是5000DMIPS。这项指标上IC1居然超过了双核A９(DMIPS是用来衡量计算机芯片整数计算能力的单位。

MIPS：Million Instructions executed Per Second，每秒百万条指令，用来计算同一秒内系统的处理能力，即每秒执行了多少百万条指令。D是Dhrystone的缩写，他表示了在Dhrystone这样一种测试方法下的MIPS)但这是整点运算能力的表现。对于体现一颗CPU功能强大与否的关键性数据浮点运算能力，该IC1没有任何数据提到，所以无从对比。

再比较一下他们的缓存，作为Tegra2（这方面A5与Tegra2基本相同） 他的指令缓存为32k *2 数据缓存为 32k*2,二级缓存为 512k*2,作为IC1指令缓存为64k,数据缓存也为64k,这两方面貌似与tegre2类似，可是二级缓存他们居然也只有64K（不知道设计者出于什么考虑这么设计的），Tegra2的二级缓存（二级缓存是位于CPU与内存之间的临时存储器，它的容量比内存小但交换速度快。在缓存中的数据是内存中的一小部分，但这一小部分是短时间内CPU即将访问的，当CPU调用大量数据时，就可避开内存直接从缓存中调用，从而加快读取速度。二级缓存对CPU的性能影响很大，它的存在意义就是：节省CPU直接读取内存的时间，使CPU读取数据时基本无需等待。

因此我们可以这样想，在CPU工作频率不变的基础上，增加二级缓存的大小可以直接影响CPU的工作效率）达到了共享1M，在这个数据上，IC1只有Tegra2的1/16。二级缓存的大小，直接影响从内存读取数据的速度，有足够大的二级缓存，直接缩短了CPU从内存读取数据的时间，从而CPU就无需等从而影响到整体的运算速度。所以在这方面，只能说IC1远远落后，我猜想这样设计的初衷是为了节约成本，可是这省得也太多了。在价格方面，苹果的A5三星收苹果的费用是每颗25美元，而Tegra2 可以把价格做到15美元左右给客户（估计成本可以控制在10美元）。那么留给IC1这款产品的价格空间就不大，估计也就是卖5-8美元才有市场价值，而根据IC1所采用的制程和die大小，我估计其生产成本不会低于5个美元（这个价位还要达到百万级的生产量）。

同时，通过研读ICUBE的网站知道，因为IC1采用的是MVP指令集，所以要对已经做好的开发的程序需要重新进行编译才可以在该CPU上运行。而对于那些已经采用了别的CPU的解决方案，要想采用此款CPU则需重新设计面板才行。这对很多中小用户来说是具有风险的。同时也无形中增加了很多设计成本。而这部分成本的增加很有可能会冲抵其CPU价格优惠的空间。而且目前他们连样片还没生产出来，到量产还有一个漫长过程，这其中还有许多不确定因素。而Nvidia的Tegra3将在8月份就会被应用到MOTO的一款新平板电脑上，以弥补Tegra2与A5竞争上的不足。按照这种发展速度，等到IC1量产的时候，估计这个市场早已风云变幻了。

今天看到一款神舟电脑采用Tegra2CPU的平板电脑LIPAD价格为1999，这样的价格，基本上已经杀入了山寨白牌平版电脑的阵营。相信即便是年底IC1上市了，山寨的白牌平板电脑也不会贸然使用这款CPU。那么对于这款IC1它所面对的市场，只有高端山寨智能手机，和小尺寸的平板电脑了（以适应其720P的视频解码能力）这种应用又会压低   IC1的价格。不知道到时候ICUBE该如何定位其产品，如何给其产品订价。

     说到这里，也就说到了我写本文的初衷。看到近些年国内成立了很多芯片设计公司。有些就直接把国外的芯片拿过来改一改，抄一抄，规避一下专利风险就算作自己的产品了，而因为封装工艺不佳，以及设计技术的先天不足，总是在某些具体应用上，性能表现不佳。有些公司则采用国外公司的技术，在别让研发的基础之上进行研发，成效虽然也不错，但终归核心技术是人家的，需要支付高昂的专利费用。还有些公司在选产品的时候，视线直接瞄准当下全球最热门的产品，也不管自身是否有足够强大的开发能力和市场沉淀。贸然开发出来的东西，虽然说也有很多创新，但是走到应用，还是有很漫长的路程。

     我希望更多的看到我们本土的设计公司，从最基本的工作做起，做好自身的技术积累，然后逐步走向前沿。而不是跳过了别人所有的研发历程直接去挑战最尖端产品，我想那样急功近利的做法，成功的可能性是极低的。

本文涉及很多技术问题，本人不是内行，仅供大家点评。