國產(chǎn)x86處理器發(fā)布,該芯片依據(jù)AMD Zen微架構(gòu)開發(fā)

北京時間7月9日上午消息，由芯片制造商海光（Hygon）負(fù)責(zé)制造的中國國產(chǎn)Dhyana（禪定）x86處理器開始啟動生產(chǎn)。值得注意的是，這款芯片是根據(jù)AMDZen微架構(gòu)開發(fā)的。AMD將x86的IP授權(quán)給中國合作伙伴，Dhyana正是合作的結(jié)果。

從官方聲明看，AMD并沒有將最終芯片設(shè)計出售給中國伙伴，而是允許合作伙伴為中國服務(wù)器市場設(shè)計自己的芯片。

Dhyana處理器與AMD EPYC處理器很相似，Linux內(nèi)核開發(fā)者指出，二者只是廠商ID與產(chǎn)品序列號有所不同。事實上，Linux維護(hù)者甚至將EPYC支持代碼轉(zhuǎn)移到Dhyana處理器，發(fā)現(xiàn)可以成功運(yùn)行，由此說明兩款處理器差異很小。

幾十年來，x86架構(gòu)一直由英特爾、AMD和威盛（VIA）控制。2016年，AMD宣布在中國設(shè)立合資公司，開發(fā)處理器。AMD將從中獲得2.93億美元現(xiàn)金，當(dāng)時AMD財務(wù)陷入困境，已經(jīng)連續(xù)6個季度出現(xiàn)運(yùn)營虧損。另外，AMD還會獲得特許權(quán)使用費(fèi)，根據(jù)銷量計算，一旦處理器開始生產(chǎn)就會獲得收入。

芯片國產(chǎn)化是中國的長遠(yuǎn)目標(biāo)，AMD授權(quán)協(xié)議會帶來怎樣的幫助，現(xiàn)在還不知道。事實上，之前兆芯半導(dǎo)體也曾與威盛簽署合作協(xié)議，它正在生產(chǎn)x86芯片。不論怎樣，擺脫對海外的依賴才是最終目標(biāo)。

Dhyana性能如何？

既然Dhyana處理器與AMD EPYC處理器很相似，或許就是同一個產(chǎn)品的不通序號，那么在Dhyana具體參數(shù)公開前，讓我們看一下去年發(fā)布的EPYC服務(wù)器處理器的大概是什么樣的？

EPYC和消費(fèi)級的Ryzen一樣基于Zen新架構(gòu)，但針對服務(wù)器、數(shù)據(jù)中心等高性能計算做了針對性的加強(qiáng)和優(yōu)化設(shè)計，尤其是注重性能(業(yè)界領(lǐng)先的性能/超多核心內(nèi)存與IO)、優(yōu)化(資源平衡適合各種計算負(fù)載)、安全(行業(yè)第一個x86芯片級安全)三個方面。

Zen服務(wù)器處理器命名為EPYC 7000系列，主要特性包括：14nm工藝制造、最多32個核心(64個線程)、每路支持八個DDR4內(nèi)存通道、每路最多2TB內(nèi)存、128條PCI-E通道、獨(dú)立安全子系統(tǒng)、集成芯片組(SoC片上系統(tǒng))、接口兼容下代產(chǎn)品。

EPYC處理器主打當(dāng)今主流的雙路服務(wù)器市場，可以提供比競品方案更多的核心、內(nèi)存帶寬和IO，同時也適合單路服務(wù)器與工作站，各方面規(guī)格與性能也沒有任何妥協(xié)。

EPYC 7000系列第一代是EPYC 7001系列(開發(fā)代號Naples那不勒斯)，首發(fā)雙路型號有九款之多，都支持八通道DDR4-2666內(nèi)存(雙路支持最多4TB)、128條PCI-E。

32核心64線程的有三款，旗艦型號EPYC 7601，頻率2.2-3.2GHz，熱設(shè)計功耗180W，次旗艦EPYC 7551頻率降低到了2.0-3.0GHz，其他不變。

EPYC 7501是個特殊的“低功耗”型號，規(guī)格和EPYC 7551相同，但是熱設(shè)計功耗可以調(diào)低到155/170W。

EPYC 7451/7401是兩款24核心48線程，EPYC 7351/7301/7281都是16核心32線程，EPYC 7251則是唯一的8核心16線程，熱設(shè)計功耗也只有120W。

Zen架構(gòu)是基于CCX模塊化設(shè)計，每個模塊4個核心，桌面上的Ryzen使用兩個CCX模塊組成8核心，而服務(wù)器上的EPYC則是以8核心模塊為基礎(chǔ)，多個整合于單個芯片封裝內(nèi)，所以核心數(shù)都會是8的整倍數(shù)，處理器內(nèi)部和外部則主要通過全新的Infinity Fabric總線進(jìn)行高速互連。

針對單路系統(tǒng)的有三款型號EPYC 7551P/7401P/7351P，基本規(guī)格和對應(yīng)的雙路型是一樣的。

實際性能如何？AMD給出了一些官方數(shù)據(jù)，比如說自家旗艦EPYC 7601對比對手旗艦Xeon E5-2699A v4(22核心44線程/2.4-3.6GHz、145W)，雙路整數(shù)、浮點(diǎn)性能可以分別領(lǐng)先多達(dá)47％、75％，內(nèi)存帶寬更是領(lǐng)先1.5倍。

為了能夠快速達(dá)成更多核心規(guī)模，EPYC采取了特殊的設(shè)計方式，在一塊芯片內(nèi)、一塊基板上，并排放置最多四顆芯片，每顆芯片內(nèi)部為8核心，總計就達(dá)到了32核心，這樣還能大大提高產(chǎn)品的良品率。

而為了提高各個芯片、核心之間以及與外圍擴(kuò)展之間的通信效率，AMD還開發(fā)了全新的Infinity Fabric互連總線，這也是EPYC系統(tǒng)的通信基礎(chǔ)。

對于服務(wù)器和數(shù)據(jù)中心而言，安全的地位怎么形容都不為過，EPYC也在這方面提供了眾多支持，比如獨(dú)立安全處理器(Cortex-A5 32位微控制器)、安全加密虛化(SEV)、完全內(nèi)存加密等等，而且不會對應(yīng)用的兼容性和性能帶來任何負(fù)面影響。

EPYC的應(yīng)用范圍更廣，高性能計算、云計算、大規(guī)模分布式、虛擬化、機(jī)器學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)與分析、存儲等等，幾乎任何企業(yè)和數(shù)據(jù)中心應(yīng)用都不是問題。

相比于桌面，服務(wù)器系統(tǒng)的生態(tài)支持更加關(guān)鍵，AMD EPYC也得到了從操作系統(tǒng)、開發(fā)工具到主板、整機(jī)的全方位支持，比如操作系統(tǒng)有微軟Windows Server、Canonical Ubuntu、RedHat rHEL、Citrix XenServer、VMWare vShere、Xen、KVM，開發(fā)工具有Visual Studio、GCC、Java、LLVM，硬件則有慧與科技(惠普拆分出來的企業(yè)業(yè)務(wù))、英業(yè)達(dá)(Inventec)、泰安、戴爾(EMC)、聯(lián)想、技嘉、超威、微軟、曙光、華碩。

如何規(guī)避英特爾？

采用了復(fù)雜的合作模式

在當(dāng)時AMD公司的發(fā)言人就曾經(jīng)就這次合作進(jìn)行了解釋，表示與中國的協(xié)議并不違2009年AMD與Intel簽署的交叉許可協(xié)議。

因為合資公司所有權(quán)結(jié)構(gòu)不同，而且轉(zhuǎn)讓給中國的所有信息都符合美國出口法規(guī)。天津海光和AMD成立的合資公司確實可以修改AMD的CPU核，變相享有X86授權(quán)，而海光公司可以通過購買合資公司研發(fā)的CPU核，開發(fā)服務(wù)器CPU，不過僅僅局限于中國市場。

對此有人表示懷疑那么雙方是怎么合作繞開了英特爾的專利限制和相關(guān)法律的呢？我們來慢慢捋一下。

首先說說雙方合作的事情，至少涉及到了四家公司，其中AMD公司和天津海光信息技術(shù)有限公司是兩個主體，他們通過合資的形式成立了兩家新的公司，分別是成都海光微電子技術(shù)有限公司和成都海光集成電路設(shè)計有限公司，由于名字都比較像是所以之后我們分別用天津海光、微電子和集成電路來代替這三家公司的名稱。

海光微電子的股東信息 沒有公開但實際數(shù)字已經(jīng)不是秘密

其中海光微電子是AMD控股51%而天津海光控股49%的企業(yè)，另外一家集成電路設(shè)計公司則是由天津海光主要控股70%，而AMD公司控股30%。前者主要享有授權(quán)IP所有權(quán)并負(fù)責(zé)芯片的生產(chǎn)工作，后者負(fù)責(zé)芯片設(shè)計和銷售工作。

海光集成電路則是天津海光主要控股

之所以這樣做有兩個原因，第一是為了在國內(nèi)繞開英特爾與AMD在2009年簽署的交叉許可協(xié)議，這個協(xié)議規(guī)定不得向第三方公司轉(zhuǎn)讓X86授權(quán)，因此前面AMD公司進(jìn)行51%控股的海光微電子就是這個原因，但由于相關(guān)政策與法規(guī)的原因，雙方不得不成立第二家公司也就是海光集成電路。

一般來說，是海光微電子擁有AMD公司Zen架構(gòu)的授權(quán)，然后海光集成電路從海光微電子公司購買IP授權(quán)，進(jìn)行芯片設(shè)計。之后海光集成電路再將設(shè)計好的芯片方案委托給海光微電子進(jìn)行生產(chǎn)，海光微電子就完全可以在符合規(guī)則的情況下找代工廠進(jìn)行流片，比如臺積電、三星等等。之后完成封裝的產(chǎn)品可以買回給海光集成電路以該公司的名義進(jìn)行市場銷售。

怎么樣聽著是不是有點(diǎn)繞，簡單來說就是AB兩家公司，A交給B進(jìn)行設(shè)計，設(shè)計好之后反饋給A公司，A公司去找代工廠制成產(chǎn)品交給B公司，B公司再進(jìn)行正式的市場銷售。

雖然麻煩，但為了規(guī)則也只能如此，不過這個方案只能面向中國市場，也即是說用來生產(chǎn)的芯片無法銷售給海外市場，一方面可能是受限于與英特爾的交叉授權(quán)，另一方面也可能與各國法律有關(guān)。

這種操作是否符合英特爾當(dāng)年與AMD簽署的協(xié)議呢？由于當(dāng)年這份協(xié)議大多數(shù)內(nèi)容沒有公開，所以我們無從得知，對此英特爾公司表示不方便置評。也就是說英特爾應(yīng)該是默許或者妥協(xié)了，不讓雙方的合作也就無從談起。畢竟中國市場對于英特爾也同樣重要，應(yīng)該是權(quán)衡利弊之后，多方讓步的結(jié)果。