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专访飞腾窦强:解国产CPU之困,坚持攀登定会登顶

2019-12-25 16:49
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自从美国列出“实体名单”以来,中国半导体产业链的下游企业危机感加重,以前对国产芯片性能充满“芥蒂”的厂商纷纷寻找国产化之路,一贯保持低调的国内芯片企业被推上风口浪尖,今年只要涉及国产芯片的论坛几乎场场爆满,就在天津飞腾的首届生态伙伴大会上,笔者看到了 2000 多人参会的火爆场景。

芯片作为国之大计确实需要加大自主研发的力度,尤其是在处于核心地位的 CPU 产品线上。天津飞腾作为国内为数不多的 CPU 研发企业,自从成立以来一直受到关注,但是由于多年来一直保持低调的宣传风格,外界对其知之甚少。

带着诸多疑问,与非网记者在本次峰会期间,采访了天津飞腾总经理窦强,其介绍了飞腾 20 年来的发展历程,取得的辉煌成绩,未来的五年规划,以及公司发展中的抉择故事,这家国产 CPU 厂商终于揭开了多年的“神秘面纱”。

天津飞腾总经理窦强

天津飞腾的风雨20

天津飞腾成立于 2014 年,由天津市与中国电子联合对飞腾的 CPU 技术进行产业化,公司成立 5 年来可谓硕果累累,2015 年 FT-1500A 流片成功;2016 年,在 HOTCHIP 推出代号为“火星”的 CPU;2017 年,量产火星改进版产品 FT-2000+/64;2018 年,飞腾 CPU 总销量超过 20 万片;今年 7 月流片成功的 FT-2000/4 产品现在已经实现量产,并且已经有 57 款整机在研制,部分已经实现量产。

再看技术参数,FT-2000+/64 处理器集成了 64 个自主开发的 ARMv8 指令集,兼容处理器内核 FTC662,采用片上并行系统(PSoC)体系结构,主频可以达到 2.2GHz~2.4GHz,工艺采用了 16nm 工艺;新一代 FT-2000/4 也采用了 16nm 的工艺,主频从 2.6GHz 到 3GHZ,和上一代 FT-1500A/4 产品相比,性能提升大概两倍以上,功耗降低了 1/3,从原来的 15W 降低到现在的 10W 左右。

FT-2000+/64 处理器技术参数(来自飞腾官方)

5 年时间是推出 5 款 CPU 产品,并且已经实现量产,这在以慢步调著称的芯片领域堪称“奇迹”。当然,成绩斐然的同时,业界的质疑声也不断加大,有人认为高性能、快研是背离的,是几乎不可能实现的事情。就这一质疑,窦强作出了详细的解释,虽然天津飞腾公司在 2014 年才成立,但是公司的团队成员早在 1999 年就开始从事处理器芯片研发,并且在 1999 年推出了第一颗处理器,在 2000 年,推出了第一款飞腾嵌入式 CPU,后面相继推出了 32/64 位通用 CPU、异构多核加速器芯片、8 核高性能通用 CPU,以及 64 位嵌入式 CPU,16 核高性能通用 CPU。

窦强也强调,虽然公司成立只有 5 年的时间,但是公司团队从 1999 年开始研发芯片,有 20 年的经验积累,所以 5 年时间推出多款高性能 CPU 芯片并不意外。我们的团队规模已经从最初的十几个人发展到 500 多人,从体系架构、微架构、逻辑设计、物理设计、版图、封装设计等,全部的设计层次都掌握了核心技术。在设计方面,从 0.35 微米工艺一直持续到 14/16nm 工艺,芯片规模从几十万晶体管到几百亿晶体管。

在处理器领域,英特尔之所以可以取得成功,很大的原因还在于生态系统的建设,飞腾同样也下了大力气进行生态系统布局。目前,在天津飞腾生态系统中的 OEM、ODM、嵌入式厂商、网络通讯和安全厂商、存储厂商数量大幅度增加,合作伙伴数量已经达到 410 个,增加 157 家独立软件供应商的兼容认证,并且还在持续增加。

X86ARM架构的抉择

根据 IDC 的数据,仅 2019 上半年中国公有云服务整体市场规模(IaaS/PaaS/SaaS)就已经达到了 54.2 亿美元,这一趋势对于服务器公司来说是一个利好消息,给低迷的半导体市场打上一针鸡血,飞腾的 CPU 产品也瞄准了服务器市场,大方向无疑是正确的。

在服务器市场,目前只有两种架构 x86 和 Arm。以英特尔为首的 x86 阵营几乎占据了全球 95%以上的市场份额,是当之无愧的霸主,在用户对差异化架构的呼声下,Arm 架构毅然进入服务器领域。飞腾选择了 Arm 架构,国内的兆芯选择了 x86,关于架构的选择,窦强也和我们分享了中间的小插曲。

最早,飞腾采用了 Sparc 架构设计过几款处理器,但是在国产化推广的时候难度非常大,一是芯片本身性能比较低,另外,软件生态也非常不完善,推广起来困难重重,用户也不尽满意,因此飞腾选择了转向新的架构,初步锁定 x86 和 Arm。但是 x86 架构掌握在英特尔手中,而且没有清晰的商业模式,能够的拿到授权的厂家寥寥无几,几乎处于垄断状态。国内拿到授权的厂商只有兆芯和海光,兆芯通过威盛授权,海光通过 AMD 授权,一旦以后出现授权变更产品线将受到严重的影响,因此 x86 架构的风险极高。恰好在 2012 年,Arm 公布了 64 位架构,而且有架构授权,同时希望有厂商可以一起来推动在服务器市场的发展,这一愿望和飞腾一拍即合,于是飞腾正式转向 Arm 架构研发 CPU 产品。

窦强也表示,中国要在通用 IT 领域有自主技术,Arm 是目前最好的选择。毕竟 Arm 是开放的架构,所以才在全球得到了推广,目前,国内的华为、展讯,以及国外的 Ampere、Marvell 陆续推出了基于 Arm 架构的服务器产品,x86 和 Arm 的较量最终还是开放对封闭的胜利。

众所周知,Arm 坐在移动处理器市场的头把交椅,就连英特尔也没能将其拉下神坛,靠的就是低功耗、高性能的特性,而服务器作为一个对性能要求及其严苛的应用市场,Arm 架构能否支撑起这样的需求呢?

据介绍,2016 年飞腾推出的首款 64 核处理器 FT-2000,在性能指标上接近英特尔的 E5 服务器芯片水平。随后推出的面向桌面及嵌入式领域的双核 CPU FT-2000A/2,性能指标达到国际主流 CPU 的性能;为了进一步优化成本优势,2017 年飞腾推出了 FT-2000+/64,今年推出了 FT-2000/4,性能进一步提升。

从飞腾的云和边缘全栈解决方案及生态图谱来看,飞腾已经完成多个方向的生态图谱初步构建,涉及集成商、合作组织、数据库、AI、中间件、大数据、云计算等上百家合作伙伴,基本完成了从底层到上层集成商的完整全栈云和边缘计算的解决方案的构建。

在应用方面,其中的云计算系统采用了安全云平台和一体化的办公的平台,整个业务从传统的业务在向云迁移,采用的是飞腾平台+麒麟 OS+腾讯云的架构,为客户提供云计算的支持和大数据平台的支持;在金融领域,2018 年飞腾与建设银行在金融行业实现了国内第一个体系化金融行业国产应用,完成了建设银行的商业系统构建,与长城金融、浪潮系统推出了一系列基于飞云平台的金融机具,征信查询已经部署超过 1000 多台;在轨道交通方面,飞腾与国内中国通号院等合作伙伴一起在绿色控制、车载网络、牵引传动和售检票系统等方面开展生态方面的合作。

下一个五年,营收实现100亿

在本次发布会上,飞腾还公布了更振奋人心的消息,那就是未来五年大力发展,到 2024 年营收实现 100 亿人民币。窦强介绍,我们的核心理念是核心技术自主创新、产业生态开放联合。飞腾会将力量聚焦在核心芯片的研发,用芯片来支撑国家的信息安全和产业发展。下一五年目标是企业混改和股份制改革打通资本市场股权融资渠道,持续投入 150 亿以上用于新品研发、生态建设和区域客户保障,团队规模扩大到 3000 人以上,建立市场化激励机制。

营收的增加来源于业务板块的支持,窦强表示,飞腾会在传统服务器、桌面、嵌入式微处理器产品线不断迭代,继续满足用户需求;同时在 IoT、边缘计算、汽车电子等新兴领域开始布局;在 AI 领域,定制异构计算与合作伙伴一起探索;飞腾的目标是能够提供从 IOT 的端到服务器全系列的算力解决方案。飞腾的一个重要策略是按需定制,在国产 CPU 时代,我们有更高的自主权,可以按照用户的需求来进行定制化的修改,这是飞腾发展的必由之路,也是各个生态伙伴所认同的价值点。比如云数据中心和传统业务有更多不同的需求,我们会面向重大行业推出细分解决方案。

窦强比较看好的市场是重大的办公行业系统,预计会达到几千万台,服务器市场也会达到几百万台的量。另外,用户对信息完全要求越来越高,金融系统的终端服务器、运营商的数据中心,采购量也会达到几十万到百万的量级,加上未来 5G 商用以后边缘计算崛起,包括 CPU、软件集成等整个的 IT 系统市场会达到上万亿的规模。

飞腾要做的是进行底层优化,与合作伙伴一起来打造一个开放、合作、共赢整个生态系统。在运营思路上,飞腾计划把芯片业务做专业,其它方面找专业的合作伙伴完成,操作系统有麒麟,应用软件有金山、金蝶、东方通等几百家企业。飞腾也有类似英特尔的软件部门,配合软件厂商,让他们的软件更好地运行在飞腾的平台上,实现软硬件协同。

围绕硬件建设生态系统的思路让英特尔 2018 年的营收突破了 700 亿美金,如果飞腾可以加紧发展的步伐,迅速打造出完善的生态系统,加上高性能的产品,2024 年实现 100 亿人民币营收的梦想并不遥远。正如窦强借用习主席的一句话:山再高,往上攀总能登顶,路再长,走下去定能到达。

作者:郭云云

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