"Core Man" Zhao Wangxin y Lin Wei: resuelvan el problema de la "escasez de núcleos" y lideren nuevos avances en CPU de alta gama

Corrección/Rong Fan

Con la llegada de la era digital, los chips se han convertido en un producto estratégico extremadamente crítico que no solo afecta el desarrollo de la economía nacional, sino que también lo afecta de cerca. relacionados con la seguridad nacional. Hoy en día, como uno de los principales países de Internet del mundo, China todavía sufre de falta de núcleos. Los núcleos que más le faltan a China son, sin duda, procesadores de uso general de alta gama, memorias, FPGA, chips de radiofrecuencia y otros protagonistas.

Afortunadamente, la población local también está luchando por ponerse al día. El procesador de arquitectura x86 de la serie KX-6000, que salió al mercado no hace mucho y ha sido evaluado por la industria como "comparable al i5 de séptima generación de Intel", es el "héroe detrás de escena" liderado por Wang Weilin, CTO de Shanghai Xin Zhao, una empresa nacional de procesadores de uso general de alto rendimiento y un equipo de más de 500 personas, después de innumerables días y noches.

Todo empezó con una decisión que tomó hace 20 años.

Transformación

Ya en el año 2000, poco después de graduarse en el Centro de Microelectrónica de la Academia de Ciencias de China, Wang Weilin decidió ingresar a VIA Electronics.

En aquel momento, VIA era líder en la industria de circuitos integrados. En 1999, VIA se convirtió en el tercer mayor fabricante de procesadores x86 mediante la adquisición de Cyrix, y en 2000, se convirtió en el tercer mayor fabricante de chips de pantalla mediante la adquisición del departamento de gráficos S3. Es el primer fabricante que posee CPU, GPU y chipset al mismo tiempo. Es el rey de las acciones taiwanesas y su panorama es incomparable.

Pero la primera entrevista le dio a Wang Weilin una "savia". Wang Weilin todavía recuerda claramente que el vicepresidente de I + D de VIA fue entrevistado en ese momento, pero nunca había oído hablar de muchas preguntas, como los conceptos y métodos de diseño involucrados, por lo que solo pudo responderlas de mala gana. Sin embargo, debido a su sólida base, Wang Weilin, a quien se consideró que había tenido un buen desempeño en la entrevista, ingresó a VIA como jugador semilla.

Al mismo tiempo, VIA también hizo grandes esfuerzos para formar un equipo de investigación y desarrollo. En ese momento, organizó que Wang Weilin y otros posibles nuevos empleados estudiaran en el extranjero durante medio año. El vicepresidente de I+D e ingeniería los capacita personalmente en tecnología y métodos de diseño avanzados. Después de regresar a China, Wang Weilin comenzó el proceso de desarrollo de chips importantes, como conjuntos de chips, a partir del diseño del módulo PCIe.

El equipo interno de I+D de VIA también es "PKing". Wang Weilin dijo que el mecanismo en ese momento era que el equipo que tuviera el ciclo de desarrollo más corto y una rotación rápida se haría cargo del proyecto. La moral del equipo continental de I+D es como un arcoíris. El ciclo general de diseño de circuitos integrados lleva 65,438+00 meses, pero el equipo continental solo necesitó 6 meses para ganar con éxito. Y el mercado también ha dado comentarios positivos, con ventas mensuales de chips que alcanzaron los 2 millones de unidades.

Después de hacerse famoso en la Primera Guerra Mundial, Wang Weilin también se convirtió en la fuerza principal en I+D, y el principal centro de I+D de VIA también se trasladó de Taiwán al continente.

Todo parece ir bien, pero el camino por delante siempre está lleno de baches y la prueba más grande está por llegar.

Sufrir

En la experiencia de iteración de sucesivas generaciones de chips, Wang Weilin y su equipo también han ido creciendo. En ese momento, cuando las luces cambiaron a 2010, se colocó una nueva prueba frente a Wang Weilin.

En ese momento, VIA trajo la tecnología x86 al continente y el equipo dirigido por Wang Weilin necesitaba "abrirse paso". Inesperadamente, se necesitaron dos años para lograr un gran avance.

Wang Weilin todavía lo recuerda vívidamente: había otros proyectos entre manos en ese momento, pero pasó al menos la mitad de su tiempo pensando en el diseño de la CPU. Se dijo a sí mismo que "los miembros suelen estar encerrados en cuartos oscuros" leyendo el código fuente a altas horas de la noche y, a menudo, organizan debates para responder preguntas. Porque un núcleo de CPU tiene 220 módulos y 180 módulos están dibujados a mano y diseñados a medida. Lo calificó de "loco". En ese momento, muchos ingenieros del equipo renunciaron debido a los largos tiempos de ciclo y los diseños complejos. Al mismo tiempo, sintieron que no tenía sentido parecer de alta gama pero no poder producir un producto.

Sin embargo, Wang Weilin aún perseveró y tardó dos años en "pasar la aduana". "Debe comprender a fondo un sistema completo desde los principios, la arquitectura, el código, los métodos de diseño y los procesos. Mejoramos mientras observamos, intentamos una y otra vez y finalmente descubrimos los entresijos en más de dos años. Me di cuenta de cómo mejorar el microarquitectura y mejorar IPC y frecuencia, etc. Al mismo tiempo, también veo que la personalización completa lleva demasiado tiempo, pero la semipersonalización con herramientas puede acortar el tiempo a la mitad, y el área y el consumo de energía también se reducen a la mitad. ", Dijo Wang Weilin.

En ese momento, surgió una nueva situación. Debido a las necesidades de los tiempos y el desarrollo industrial, VIA finalmente estableció Shanghai Zhaoxin Integrated Circuit Co., Ltd. en 2013 con Lianhe Investment, una subsidiaria de la Comisión de Administración y Supervisión de Activos Estatales de Shanghai. Entre ellos, Shanghai Lianhe Investment invirtió 200 millones de dólares, lo que representa el 80% de las acciones, VIA Electronics representó el 20% y todos los miembros del equipo de Wang Weilin fueron transferidos a Xin Zhao.

La rueda de la fortuna llevó a Wang Weilin a la órbita de los meganúcleos. Lo primero que hizo fue capturar la "fortaleza" del núcleo de la CPU x86.

España

Esta es una "cima" que hay que conquistar porque la realidad es "urgente".

Después de décadas de arduo trabajo, Intel ha tomado una posición dominante absoluta en el campo de los procesadores de escritorio con la ayuda de Wintel Alliance. Aunque AMD, NVIDIA e incluso el campo ARM quieren lanzar una carga, es difícil sacudir a Intel. Además, aunque Intel ha fracasado repetidamente en el campo de los chips móviles, su arquitectura x86 se ha extendido a las comunicaciones, servidores y otros campos y se ha vuelto popular en todo el mundo. Sin embargo, entre las flotas nacionales como Megacore, Loongson y Tengfei que avanzan hacia procesadores de uso general de alta gama, Megacore con un rendimiento sobresaliente también asume la importante tarea de romper la situación debido a diferencias en arquitectura y ecología.

Después de todo, Wang Weilin tiene expectativas más altas para Megacore: después de satisfacer las necesidades de los procesadores de escritorio de uso general de alta gama, se diversificará y se expandirá a mercados como computadoras portátiles, servidores y plataformas informáticas integradas. .

Si no logramos avances en la tecnología de procesadores de escritorio y luego avanzamos hacia campos de alta gama, como los orientados a puntos y servidores, entonces la llamada seguridad de la información sólo puede ser un "castillo en el aire". ". Como perseguidor, no hay atajos, sólo puedes apretar los dientes y trabajar duro.

“Aunque Megachip ha adquirido una gran cantidad de recursos técnicos x86 y licencias cruzadas de patentes x86 del equipo de VIA, el código original que obtuvimos está lejos del nivel general. La dificultad de cada generación de optimización y. la mejora es tan difícil como "Rediseñar un nuevo chip sólo puede ser un pequeño paso, pero un paso de acumulación de silicio puede conducir a miles de kilómetros", dijo con emoción Wang Weilin.

La acumulación anterior de "abordar problemas clave" en el núcleo de la CPU es solo el comienzo y sólo puede ilustrar la capacidad de "hablar en papel". Wang Weilin admitió que todavía existen muchos obstáculos para realizar mejoras prácticas después de comprenderlo. Por un lado, es necesario mejorar la arquitectura original, como las canalizaciones de múltiples núcleos, la lectura de memoria y la interconexión de múltiples núcleos. Por otro lado, es necesario mejorar los métodos de diseño de procesos y evaluar el rendimiento y el consumo de energía, incluidos. Entorno de verificación de SoC.

Detrás de un pequeño paso se esconden innumerables dificultades: "El desarrollo de chips de procesadores de uso general requiere computación grupal a gran escala. Nuestro equipo tiene entre cuatrocientas y quinientas personas y hemos invertido tres o cuatro años en investigación y desarrollo, pero sólo podemos mantenerlo". "El desarrollo de un proyecto y medio a escala de CPU", mencionó Wang Weilin, "la generación anterior de CPU tenía casi 2 mil millones de transistores, desde la definición de microarquitectura hasta el flujo, desde digital -Integración del diseño IP analógico hasta las pruebas, desde el rendimiento y el consumo de energía hasta la compatibilidad y la estabilidad. Se puede decir que trabajamos paso a paso con sinceridad y miedo, cada nodo no debe salir mal, y la mano de obra, el tiempo y el dinero invertidos fueron. era inimaginable antes de que nos atreviéramos a producirlo en masa”.

Aunque es más difícil, el rendimiento de funcionamiento rápido también es notable: en 2012, el nivel de CPU nacionales era solo el 7% de los productos Intel. En ese momento, pero después de que Megachip lanzó los chips de la serie C, aumentó al 50% (datos de Science and Technology Daily). El último procesador KX-6000 integra completamente la CPU, la GPU y el chipset, tiene ocho núcleos de CPU, una frecuencia máxima de 3,0 GHz y admite DDR 4 de doble canal.

Este pequeño paso ha dado un gran paso desde ser utilizable y utilizable hasta procesadores de escritorio de uso general domésticos de alto rendimiento y fáciles de usar.

Romper el asedio

Aunque la iteración de I + D de CPU ha avanzado constantemente, la "maldición cada vez más estricta" sobre la cabeza de Wang Weilin siempre ha estado pendiente.

Porque diseñar una CPU aún puede ganar la batalla sobre el terreno, pero los avances tecnológicos son solo el primer paso, y construir un negocio o ecosistema es el desafío final.

Afortunadamente, la arquitectura x86 tiene una cierta base ecológica y no es necesario construir su propio ecosistema desde cero, lo que favorece la promoción de CPU de mega núcleos. Wang Weilin también cree que Zhaoxin está sobre los hombros de gigantes.

Pero también dijo sin rodeos que, aunque el ecosistema x86 está relativamente completo, todavía encuentra muchos problemas y debe resolverse con socios ecológicos. Por ejemplo, x86 tiene buena adaptabilidad a sistemas operativos como Windows, pero los sistemas operativos domésticos se basan principalmente en Linux y son mucho más amigables con las CPU x86 que otras instrucciones. Sin embargo, todavía queda mucho trabajo de adaptación por hacer, incluido el firmware. , software, aplicaciones, integración de sistemas y otros aspectos requieren trabajar con socios para expandir y mejorar el ecosistema industrial.

Afortunadamente, después de varios años de "batalla", Xin Zhao ha cooperado con muchos fabricantes de máquinas completas de renombre, incluidos Lenovo, Tsinghua Tongfang y otras series de fabricantes de computadoras de escritorio, Onda, Technology News, Lenovo Tiankai, Shanghai Fabricantes integrales de computadoras como Yidian Zhitong Shi Bing, así como empresas de servidores como Sugon, Mars High-tech y Zhongxin. Se han producido en masa computadoras de escritorio y portátiles multimarca que utilizan CPU de uso general de mega núcleos, cumpliendo plenamente con los estándares de productos maduros y tienen una excelente compatibilidad.

Un conjunto de cifras comparativas se ha convertido en el mejor comentario sobre el rendimiento de las CPU de mega núcleos: los ingresos en 2018 aumentaron tres veces en comparación con 2017, y se espera que los ingresos en 2019 aumenten cuatro veces en comparación con el año pasado. .

Pero mirando la realidad, Wang Weilin todavía está avergonzado. Mencionó que en el campo de los procesadores de uso general de alta gama, los fabricantes extranjeros han acumulado muchos años de ventajas técnicas, financieras y ecológicas, mientras que los fabricantes nacionales comenzaron tarde, tienen una acumulación de tecnología limitada y aún enfrentan mayores dificultades y desafíos. Sin embargo, China debe hacer todos los esfuerzos posibles para desarrollar sus propios procesadores de uso general de alto rendimiento, porque esta es la piedra angular para garantizar verdaderamente la seguridad de la información y la seguridad de la cadena industrial.

En un momento en que la seguridad de la información ha alcanzado el nivel de la seguridad industrial y la seguridad de la cadena de suministro, la prueba que se deja a las empresas nacionales de procesadores de alta gama continuará.

Como dice el viejo refrán: Hay hombres valientes en el mundo, pero vienen sin sorprenderse y se van sin enfadarse. Se trata de un gran rehén cuyas ambiciones son de gran alcance.

¿Qué nuevo "buen augurio" nos traerá Xin Zhao liderado por Wang Weilin?