03.01 為何國產超級計算機已經領先全世界了,而國產cpu卻依然落後?

二向箔專賣店


每日點兵,為您解答

首先,超級計算機的算力大小並不依賴狹義上的CPU,超級計算機需要的是浮點算力,而目前市售CPU先天就有不足。在天河一號和天河二號中,真正為超級計算機提供算力的是gpu和協處理器,就像你的pc,CPU調度,顯卡幹活一樣。天河一號和二號的時候,硬件都是直接買的,天河一號和天河二號基本都用到了Intel xeon E5 xeon phi ,甚至還有AMD的顯卡(真正的顯卡hd4870x2,連計算卡都不是)。之後美國開始對華限制出口,主要是禁運xeon phi,nvidia Tesla這樣的產品,CPU倒是沒那麼嚴。太湖之光就開始使用自研處理器了。sw26010本質上和Intel lga接口的xeon phi的設計思路是相似的,眾核堆算力,至於工藝方面,是28nm,這個工藝放在2015年,可以說得上是主流工藝了,絕不算落後,而且能效絲還比Intel強好幾個檔次。當然,這種處理器給PC用毫無意義。

更有趣的是,與sw26010設計思路相似的xeon phi 7200系列,今年才上市。所以啊,先問是不是,再問為什麼,中國的CPU當然行,還很行。

那為啥民用為什麼不行?沒專利,沒授權,適應不了市場。

我國要生產CPU除了要向國外支付相關專利費外,就只剩下建立一套專屬於自己通訊專利和協議。關鍵是你這兩樣東西必須讓其它的電腦供應廠承認。否則沒用。


每日點兵


美國阿貢國家實驗室科學與工程院主任彼得·貝克曼曾經接受媒體採訪時說過這樣的話,“這些年來,中國對超算的投入和努力巨大,發展速度和成就令人驚歎”。並且,來自國外的同行也開始羨慕起中國來,稱讚中國是“國家在辦事”(意同中國辦事效率相當高)。中國超算系統,即“神威·太湖之光”和“天河二號”在最新一期的TOP500榜單中依然霸佔頭兩名的位置。某種程度上說,中國在超算領域能取得這樣的成就,也與本國工業、學術和軍事能力高度相關。令國人們感到自豪的,不僅因為“神威·太湖之光”在TOP500榜單中再一次且毫無壓力地霸佔冠軍的寶座,以及高於美國最快的超算系統“泰坦”大約五倍的速度,還因為“神威·太湖之光”採用的是有中國自主知識產權的芯片。而且,“神威·太湖之光”在體系結構、高速互聯和系統軟件等關鍵性技術上均獲得了前所未有的突破。“天河二號”則採用了英特爾的芯片。

▲神威藍光計算機系統裝配的國產“申威1600”中央處理器。

國內有不少的業者們看來,中國在超算領域所取得的成績,國人們不應該據此沾沾自喜。當前,美國能源部正支持建造兩臺新的超算系統“Summit”和“Sierra”。位於美國橡樹嶺國家實驗室的超級計算機“Summit”預計是在2018年開始投入使用,“Summit”的計算性能將會是“神威·太湖之光”的兩倍左右。換言之,美國在2018年裡會重新搶回超算領域的霸主之位。況且,美國公司如英特爾等仍然主導著芯片行業。舉例來說,在最新一期的TOP500榜單中,有471臺超算系統採用英特爾的芯片,有14臺超算系統採用美國國際商用機器公司的芯片。

就此話題,之前有媒體直接引述了中國曙光公司高性能計算機產品事業部副總經理吉青的話稱,“E級超級計算機是全球各國爭奪的皇冠上的明珠,佔領戰略制高點至關重要,但從業界來講,我們更本質的初衷,則是為全球用戶提供更多選擇和可能”。憑心而論,吉青說得就很好。中國發展超算系統,並不是為了要碾壓國外同行,而是要為全世界的人服務。

中國在芯片領域比起美國等同行仍然有很大的差距,至於原因是什麼?我在國內、外好些網站上找了找,終於找到了龍芯中科胡偉武在2018年初接受媒體採訪時講出的一些話,具體包括了三點。

第一,如果用賽跑作比喻各國在芯片領域的競爭,過去中國連國外同行的背影都看不到,今天至少能看清國外同行的背影了,等到2020年就能看清國外同行的後腦勺和頭髮了。中國在後面努力地追,但國外同行也在前面奮力地跑。中國要追上國外同行,必然是得有個過程的。第二,中國改革開放至今差不多有四十年。在這四十年裡,中國取得了很多了不起的成就。然而,之前中國是直接繞開了通用芯片CPU、操作系統、發動機和高端儀器等高精尖技術而發展的。而今,中國要從大變強,必須回過頭來攻克這些高精尖技術。中國要攻下這些高精尖技術,便會是一個漫長的過程。因為這些高精尖技術非常複雜,影響這些高科技產品的因素非常多。中國要研發這些複雜的系統,只能是一步一步地進行。第三,中國在研發通用芯片、操作系統、發動機和高端儀器等複雜系統的過程中,並不是因為缺錢,也不是因為體制機制上有大的問題,最主要的是缺了時間。況且,中國要研發出可規模化量產並具備國際競爭力的芯片、操作系統、發動機等產品,必須得在應用的過程中才能不斷地發現問題,進而在解決問題的過程中不斷地改進產品。

如果用最簡單的一句話說便是,中國在芯片等高技術領域的底子比國外同行薄弱了很多,才導致了中國在芯片領域落後於國外同行。實際上,在今天,在很多高科技領域,中國就是追趕者的角色。要我說的話,如果中國當初沒有錯過第一次、第二次和第三次科技革命,中國今天在高科技領域的成就肯定會比目前大得多,輝煌得多。對於新中國成立之前那一百多年的歷史,我們也不要再去追究了。何況,以中國在改革開放四十年來取得的發展速度,再等上二、三十年,中國一定會成為全球主要的高科技創新中心之一,並造福全人類。


我為科技狂


縱觀近幾年,近十幾年我國在發展,哪項技術不是靠巨資堆積的?

高鐵,大飛機,載人航天,航母……這也得益於我們優越的社會制度,就是花錢辦大事。要是在西方,花大錢是要爭取各個州,納稅人同意的,效率低。比方說美國修個高鐵,納稅人一想這東西短時間內沒有利益回報就會反對。

那麼超級計算機同樣也是用錢堆的,只要有大錢,整出來只是時間問題。而關鍵是那些大國不捨得花錢,才顯示出我們超級計算機的厲害!

而民用CPU就不是簡單的堆錢的問題了,它的成本要低很多,回報要高很多,畢竟是量產嘛。我們也能造CPU,關鍵問題是現有技術成本太高,成本高售價就高,售價高就沒有幾個人買,沒人買就形不成生態系統。所謂生態系統就是要全世界成千上萬的開發者在這款CPU上做開發,一起發揚光大。這就像微軟的手機操作系統一樣,本身技術很好,但是生態差,沒有程序員在上面做手機APP,APP少連微信都沒有從而買的人少……自然就惡性循環了,成長不起來。

超級計算機室是不依賴生態系統的,反正自己玩自己的,不計成本,只針對高端用戶,也不需要考慮用戶體驗,甚至可以用政策規定某些企事業單位必須使用。這是和普通民用CPU最大的區別。


犍為真人


超算是一個巨型的礦機,計算能力主要由GPU實現。天河二號用的是至強CPU和N卡。太湖用的自研申威CPU聽說有260個核。

看太湖的數據,其實國產cpu技術沒那麼落後。但通用CPU確實是個空白,因為通用CPU基本都是X86架構的,你要研製,就必須得問別人買授權。華為自研的ARM芯片麒麟大家都知道,是買斷了人家的公版,做出來的。不買授權自己做可以不可以,可以,但你自己創造個通訊協議做個指令集出來,別人也要給你做配套才行。否則主板不認內存不認硬盤不認,那還是空的。現在的配件都只認X86,你的U必須做這個架構,就必須看美帝的臉色。

而我們都要買版,買專利,看臉色,做出來的還是正宗國產CPU麼?


瞎搞學教授


國產CPU並不落後。落後的是國產知識產權體系下,CPU的生態。

中國超算,尤其是天河系的出彩,來自於中國設計師團隊世界範圍內首次提出的異構計算,即CPU和GPU的聯合工作。當然天河系列之前主要使用英特爾的芯片,後來在美國商務部限令出口後,國產申威芯片第一時間頂上,在神威·太湖之光超算上繼續維護了中國超算在全世界範圍內的領先地位。

大家現在看到的落後,來自於用戶體驗差。這種差並不來自於分散的硬件,而來自於整個體系的磨合不夠成熟。

就好比我們現在拿勞斯萊斯的發動機,拿蘭博基尼的氣動外形,拿創馳藍天變速箱,拿奔馳大G的底盤,拼出一輛車,這車是否就碾壓全球了?

並不能。因為這些體系並不兼容。整出這麼一臺奇美拉轎車可能甚至還跑不過滿大街叫囂的新思域。

國產CPU當初就是一顆孤懸的健康心臟。但是這顆心臟放不到任何一個活人的身體裡。想要用它,你只能自己造一個人。

好了我們造一個出來也沒多難。結果這個人還沒站起來,因為腿部肌肉不響應,咣噹摔倒了。

大家都說:國產心臟好爛啊。

沒關係繼續調整,接著來。

調整好了之後人站起來了!大家一片激動,結果走了兩步,動態穩定性不行,啪嘰又摔倒了。

大家都說:國產心臟好爛啊。

沒關係我們接著搞!

調整好了這一次!我們造的小人走起來了!跑起來了!太振奮了!這時候正在訓練百米跑的英特爾平臺主機從旁邊風一樣掠過,像看傻子一樣看著我們的小人。

大家都說:國產心臟好爛啊。

沒關係……我們還可以堅持下去。

在完成了所有的調整之後,我們的小人和英特爾平臺的win系統、蘋果平臺的OSX系統,站在了一起,他們必須無視成長時間鴻溝一般的差距,至少給用戶相同級別的感受。

這步,我們到今天還沒做到。

但是這之前的,我們耗費了30多年的心血,已經完成了。

題主,國產CPU並不垃圾。時間會告訴你一切。


量子態鵪鶉蛋


cpu的幾種架構指的是不同的指令系統,比如x86,arm,mips這幾個通用cpu,發明新的CPU架構一般是指建立新的指令系統,技術並不是主要因素,建立整個cpu和操作系統的整個生態系統投入太大,基本不可能。

龍芯就是買了mips的全部知識產權,不僅更便宜,而且生態系統會更容易建立。

海思也是用arm的指令系統和license,在手機領域已經是國際領先了。叫國產CPU也是國際通用做法。


題目所說的國產cpu指的都是x86指令集的CPU,它的知識產權被intel,AMD壟斷,不過還有第三家就是威盛,現在已經算大陸國資收購,這個問題已經解了。

你半導體設計水平已經追上來了,關鍵已經不是半島設計了,而是整個生態的建立,就是操作系統和核心應用。



沒有用戶用,沒有市場就沒有意義,要一起配套才能有意義,這個道路還比較漫長。國產操作系統都是以Linux桌面版來開發的,操作系統本身技術不是瓶頸,但核心應用Office目前沒有成熟的,需要用戶使用和時間來完善,如果有人用過二十多年的word5,word6就知道Office的積累過程的漫長。還有微軟已經形成了自己的文本標準,微軟的壟斷和封閉,導致其他廠商沒法兼容,用戶習慣使用,原有的文檔的延續,這也是wps的困局,但有wps的存在才是的中文Office的價格從個文字版本最高降到了最低,這需要用戶們一起努力用國產軟件開始,而不是僅僅cpu的問題!


王海斌24834386


國產CPU並不落後。CPU分很多種,比如手機的麒麟970是世界第一梯隊的CPU。答主估計問的是桌面通用CPU,這個主要和市場有關,而不是中國不能研發生產這樣的CPU。說白了,後來者很難把差不多的桌面電腦CPU賣出去。


老麻65


首先這個問題其實很好回答,最主要兩點,一個是國家發展戰略不同,可以說咱們前期過度注重在經濟發展和代加工方面的經濟成效了,沒有往半導體的方向發展,而日本,韓國,美國在電腦出現之後研發CPU這一塊,由於他們的國家經濟已經非常好了,所以他們有足夠的研發資金去投入,美國最先,然後日本,韓國是後來才趕上的,那CPU這款就更是這樣的,美國籠斷了這方面的專利,而且嚴控技術外流,生產技藝也是一樣,當然人家也是研發好長時間才有今天的結果,而我們說真的認真投入研發的時間短,想要達到人家的效果不可能!

另一個就是我們沒有像英特爾這樣的公司研發CPU,當年聯想只顧著賺錢了,中國也沒有像樣的半導體研發公司,沒有效益,說白了就是眼光沒有人家長遠,更注重眼前的利益像CPU這種東西研發出來一代,人家又更新了一代,你永遠跟不上,現在中國雖然很想追上去,可是距離還真的是很遠,不過目前已經有稍許的進步,然而這和人家先進性還真的沒有可比!

目前中國真正的研發公司其實不多,像華為這樣的公司能多幾家那中國未來的技術才有自主的權力,而不要像小米,OV,這樣純粹就是買硬件組裝!


小白世界


這個問題不身就有問題。1,國產的大型cpu並不落後,落後的是配套軟件;2,家用電腦的cpu是真的落後,並且在各個方面都落後,包括設計、製造工藝、系統軟件、配套軟件沒有一樣有競爭力的。因為我們平常接觸到的都是家用電腦,所以感覺我們落後的很多


彭桂根58472050


簡單說就兩方面,一方面,傳統cpu架構,工藝上與國際有一代半的差距,無法規避,只能一步一步的趕。另一方面,cpu知識產權已被領先方壟斷,尤其x86架構,符合該架構還要繞開ip,基本不可能。我們的曙光:在gpu和tpu等創新架構,且是未來應用主流領域加大研發和投入,進而實現整個芯片行業的彎道超車。


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