【轉(zhuǎn)】關(guān)于兆芯KH-40000的全新自主微架構(gòu)
關(guān)于兆芯KH-40000的全新自主微架構(gòu)
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最近guee在貼吧，B站，知乎等地散播關(guān)于兆芯官方所說的全新自主微架構(gòu)是來自Centaur團(tuán)隊(duì)的CNS內(nèi)核的謠言，因此發(fā)這個(gè)貼子特別說明一下。
兆芯KH-40000的全新自主微架構(gòu)是兆芯國內(nèi)團(tuán)隊(duì)所設(shè)計(jì)，Centaur團(tuán)隊(duì)的CHA是由原威盛旗下的Centaur團(tuán)隊(duì)所設(shè)計(jì)。
這兩個(gè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)之間的關(guān)系和歷史淵源：兆芯設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的起源來自于原威盛的大陸設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，2010年威盛將其X86設(shè)計(jì)帶到了大陸，交由大陸團(tuán)隊(duì)研究，2013年兆芯成立后威盛大陸團(tuán)隊(duì)整體并入兆芯成為兆芯設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)并擴(kuò)招人員，這支由兆芯總工王惟林帶領(lǐng)國內(nèi)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，承接過核高基專項(xiàng)，目前約500人左右。
根據(jù)兆芯歷史上的描述，兆芯曾經(jīng)維持約100人的海外團(tuán)隊(duì)，主要是負(fù)責(zé)技術(shù)創(chuàng)新預(yù)研。從專利方面來看，兆芯在2015-2017年之間有較多專利來自Centaur團(tuán)隊(duì)的成員。因此可以合理猜測，兆芯當(dāng)時(shí)所說的海外團(tuán)隊(duì)，應(yīng)該是Centaur團(tuán)隊(duì)。從威盛時(shí)期到兆芯的前幾年，這兩個(gè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)之間應(yīng)該是會(huì)交流協(xié)作的，在兆芯國內(nèi)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行技術(shù)消化吸收的前幾年，利用一下海外成熟團(tuán)隊(duì)無可厚非。從2018年之后兆芯的專利申請開始變成以國內(nèi)團(tuán)隊(duì)為主，近幾年兆芯的微架構(gòu)方面的專利，均來自于國內(nèi)團(tuán)隊(duì)之手，由此可見2018年之后兆芯國內(nèi)團(tuán)隊(duì)具備了完全獨(dú)立設(shè)計(jì)CPU的能力，從引進(jìn)吸收過渡到了自主創(chuàng)新發(fā)展的階段。兆芯團(tuán)隊(duì)在掌握X86 CPU的設(shè)計(jì)技術(shù)后，不再采用Centaur的內(nèi)核設(shè)計(jì)也完全合情合理。
2019年，Centaur團(tuán)隊(duì)公布的CHA這顆芯片，為8核CPU+ AI協(xié)處理器NCORE部分所組成。在這顆芯片公布后不久，兆芯在其官方網(wǎng)站上發(fā)新聞聲明其下一代產(chǎn)品KH-40000和KX-7000均采用全新自主微架構(gòu)。其意思很明顯，兆芯KH-40000和KX-7000的自主微架構(gòu)和當(dāng)時(shí)的Centaur的CHA不是同一個(gè)微架構(gòu)。下面是當(dāng)時(shí)的兆芯官方新聞：
2022年，兆芯KH-40000終于發(fā)布，最高32核，比原定的推出時(shí)間晚一年左右，官方公布的其架構(gòu)代號(hào)為“永豐”。
兆芯KH-40000與Centaur CHA微架構(gòu)上最直觀的區(qū)別是緩存結(jié)構(gòu)不相同：
Centaur CHA ，一緩為32K指令緩存+32K數(shù)據(jù)緩存，三緩16M x 1
兆芯 永豐加構(gòu)，一緩為64K指令緩存+32K數(shù)據(jù)緩存，三緩8M x 4
Centaur CHA ，通過環(huán)形總線互聯(lián)8核，8核都可以訪問共享的16M
兆芯 永豐加構(gòu)，每4核為一簇，每簇內(nèi)共享8M三緩，16核為四個(gè)簇互聯(lián)在一起所組成。這種設(shè)計(jì)的互聯(lián)效率不如Centaur CHA的環(huán)形總線互聯(lián)高效，三緩只能簇內(nèi)共享不能所有核心全部共享（類似zen1,zen2），但是兆芯的設(shè)計(jì)里塞下了更多的16個(gè)核心。
指令集的支持上，Centaur CHA 支持AVX 512f，兆芯永豐架構(gòu)不支持AVX 512f但支持兆芯自主擴(kuò)展的sm2,sm3,sm4國密算法加速指令等。
以下是geekbench5數(shù)據(jù)庫里的信息，可以看到兩個(gè)微架構(gòu)在緩存結(jié)構(gòu)上的明顯不同。
再通過Geekbench的子項(xiàng)分?jǐn)?shù)來看，兩個(gè)微架構(gòu)的差別很大。在總體單核得分非常接近的情況下，21個(gè)子項(xiàng)目里面，有10個(gè)子項(xiàng)的分差別超過10%，占比為48%，有7個(gè)子項(xiàng)分差超過20%，占三分之一，兩個(gè)子項(xiàng)目分差超過60%。通過這些也可以看出來兆芯的永豐架構(gòu)和Centaur的CHA之間存在較明顯的差異。
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1樓
2022-11-09 23:57
IP屬地:廣東
2020年兆芯收購?fù)86知識(shí)產(chǎn)權(quán)的原因，之前根據(jù)合資協(xié)議，兆芯可以免費(fèi)使用威盛的原來的基礎(chǔ)技術(shù)，在這個(gè)基礎(chǔ)上創(chuàng)新發(fā)展出來的產(chǎn)品的知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸兆芯所有。但是隨著中美關(guān)系的緊張，這種模式具有一定的風(fēng)險(xiǎn)，（例如聯(lián)電在美國威脅之下單方面退出與福建晉華的合作）。因此兆芯買下VIA的基礎(chǔ)技術(shù)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，既能防范風(fēng)險(xiǎn)，也能使兆芯擁有其產(chǎn)品的完整的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，畢竟用錢買下來后的知識(shí)產(chǎn)權(quán)是完全屬于兆芯自己的，是完全可控的。威盛在2020年宣布將X86，芯片組等知識(shí)產(chǎn)權(quán)出售給兆芯后不久，2021年也將Centaur設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)打包出售給英特爾，新聞中特別提到此交易不包含任何有形或者無形的固定資產(chǎn)。至此，威盛交其X86知識(shí)產(chǎn)權(quán)交由共合資公司兆芯，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)出售給英特爾，其自身不再保留任何X86芯片的設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)（實(shí)際上從2013年兆芯成立后威盛就沒有正式發(fā)布過任何一款X86芯片，都是兆芯這邊在發(fā)布和經(jīng)營）。
兆芯成立至今已經(jīng)過多輪增資，威盛累計(jì)投資到兆芯約8700萬美元，占股約7%左右，其余均為境內(nèi)股份，控股股東為上海國資。
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2樓
2022-11-09 23:57
IP屬地:廣東
清晰明了，蟲粉好可憐，只能靠造謠與污蔑茍且偷生，沒事騙騙小白
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4樓
2022-11-10 08:13
來自Android客戶端
IP屬地:湖北
謠言有一石的話，小g獨(dú)占八斗!
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5樓
2022-11-10 08:20
IP屬地:安徽
兆芯產(chǎn)品的Family ID繼續(xù)采用"CentaurHauls"原因是為了兼容性，guee為了抹黑兆芯，說成兆芯里有人說采用這個(gè)Family ID為了優(yōu)化，然后自己再一通測試反駁讓人以為是兆芯在說荒，這個(gè)自己樹個(gè)靶子自己批斗的抹黑手段也是高明的，不了解的看客都會(huì)相信他的這種表演。guee作為一個(gè)程序員，說兆芯無法改動(dòng)Family ID這種表面東西明顯是明知故黑，沒有什么道德可言。
真實(shí)原因是：windows XP,windows 7,windows8等歷史版本64位windows系統(tǒng)啟動(dòng)中有一步需要檢查廠家認(rèn)證清單，兆芯繼承使用VIA的認(rèn)證過的清單名稱Centaurhauls才能通過這一步。兆芯也有采用"ShangHai"作為Family ID的產(chǎn)品，但是這樣的產(chǎn)品無法兼容64位的windows，啟動(dòng)時(shí)報(bào)錯(cuò)，但是可以兼容32位的各種版本win和64位的linux。據(jù)說最新的windows 11已經(jīng)取消了這個(gè)兼容性清單，采用Shanghai作為Family ID的產(chǎn)品也可以安裝win11 64位。
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6樓
2022-11-12 14:55
IP屬地:廣東
如果辨別兆芯的產(chǎn)品是采用自主微架構(gòu)，其實(shí)也很簡單，通過family ID就可以看出來。使用半人馬團(tuán)隊(duì)的內(nèi)核的產(chǎn)品，都是采用Family 6。
兆芯剛成立時(shí)的產(chǎn)品，ZX-A和ZX-B是國內(nèi)團(tuán)隊(duì)對以賽亞的復(fù)現(xiàn)和國內(nèi)流片版本。
ZX-C是將原來的定制電路升級(jí)為半定制電路，升級(jí)28nm工藝，重新設(shè)計(jì)FSB接口，對訪存單元進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)等，設(shè)計(jì)了全新的L1/L2訪存控制單元，優(yōu)化訪存性能等工作，這也工作也只能算是少量優(yōu)化。
CHA001是半人馬團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的內(nèi)核，其ID里面也是Family 6。
兆芯在KX-5000的宣傳中提到了全新內(nèi)核，有國外媒體的進(jìn)行專業(yè)的評測分析也證明了這一點(diǎn)，認(rèn)為五道口和以賽亞是一個(gè)有著相當(dāng)大的區(qū)別的微架構(gòu)。
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7樓
2022-11-12 15:41
IP屬地:廣東
-yuto-:?總結(jié)就是：family 6是centaur團(tuán)隊(duì)的設(shè)計(jì)的內(nèi)核，family 7是兆芯團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的內(nèi)核
2022-11-12?20:52回復(fù)
我也說一句
?
國外有媒體對上一代的陸家嘴架構(gòu)進(jìn)行了專業(yè)詳細(xì)的分析，結(jié)論是這不僅僅是一個(gè)換了皮的以賽亞（guee的說法），確實(shí)是一個(gè)有著顯著不同的設(shè)計(jì)。
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這個(gè)新內(nèi)核啥時(shí)候會(huì)進(jìn)入消費(fèi)端
不能共享L3的話，多核效率可能不如申威sw1621
樓主有沒有興趣提供個(gè)機(jī)器遠(yuǎn)程測試對比下sw1621
國內(nèi)的龍芯，兆芯都是四核共享三緩的水平。
8核環(huán)網(wǎng)共享三緩模式，AMD到zen3才實(shí)現(xiàn)。Centaur的CHA也實(shí)現(xiàn)了8核環(huán)網(wǎng)共享三緩模式，可見該團(tuán)隊(duì)的設(shè)計(jì)水平比較高，比兆芯的互聯(lián)設(shè)計(jì)效率更高。鯤鵬雖然也是32核共享32M三緩，但三緩位為四核簇外，三緩延遲比較大。
目前真正完美實(shí)現(xiàn)32核級(jí)別完全共享三緩的只有英特爾的MESH互聯(lián)設(shè)計(jì)。
KH-40000是兆芯的自主微架構(gòu)，CHA是半人馬團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的微架構(gòu)。兆芯和Centaur的一緩，三緩都不一樣?；A(chǔ)技術(shù)應(yīng)該是共享的，最后一個(gè)是兆芯北京團(tuán)隊(duì)的完成的代碼設(shè)計(jì)，一個(gè)是半人馬團(tuán)隊(duì)的完成的代碼設(shè)計(jì)，另外就是兆芯團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的微架構(gòu)內(nèi)部單元的ALU什么的都是國內(nèi)設(shè)計(jì)的。永豐的IPC和CHA確實(shí)很接近，都是zen或者SKL的水平，但是子項(xiàng)的分?jǐn)?shù)的差異還是比較明顯。
KX-7000永豐改據(jù)說有驚喜，包括IPC提升和頻率提升等，當(dāng)然飛騰D3000，龍芯3A6000也都有驚喜，最后看三家的實(shí)物規(guī)格。
說兆芯微架構(gòu)是靠Centaur設(shè)計(jì)的人，等永豐改和再下一代出來，看他們還會(huì)怎么說，總不會(huì)是英特爾在幫兆芯設(shè)計(jì)了吧
兆芯是沒有二緩的嗎
看了下原來貼吧的原文翻譯，威盛的X86是2018年前的指令是交叉授權(quán)，不用交錢隨便用，后面發(fā)展的各憑本事，而且說不能阻止威盛合資合并。兆芯是合資的，威盛以X86入股，后來兆芯買了威盛的x86專利使用權(quán)，intel應(yīng)該沒有法律依據(jù)弄兆芯，即使威盛撤資，兆芯應(yīng)該也可以使用威盛X86。當(dāng)然如果哪一方以國安為由，所有商業(yè)行為都可推翻。
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16樓
2022-12-06 22:28
來自Android客戶端
IP屬地:重慶
-yuto-:?這個(gè)是在故意找茬的，投資方最清楚英特爾與威盛之間的簽署的交叉授權(quán)協(xié)議的細(xì)節(jié)，兆芯成立時(shí)當(dāng)初威盛也投入了5億多的現(xiàn)金。兆芯實(shí)際是合并了威盛的X86業(yè)務(wù)，兆芯成立后威盛就不再出X86了，全由兆芯在經(jīng)營。Centaur只是設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，后面也賣掉了，威盛的X86業(yè)務(wù)完全合并到兆芯了。
2022-12-6?23:18回復(fù)
我也說一句
?
不要臉那也沒辦法，商業(yè)上不行，就上安全招，比如華為，國內(nèi)幾家人家要硬說你用了美國技術(shù)哪怕0.1%你也沒招。所以還要看后盾強(qiáng)不去。
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17樓
2022-12-06 22:33
來自Android客戶端
IP屬地:重慶
商業(yè)上講，現(xiàn)在兆芯是沒有任何問題的，現(xiàn)在是合資，X86剝離到兆芯，其他相關(guān)使用權(quán)已經(jīng)買了。如果怕撤資，威盛剝離X86給威盛上海，然后與兆芯合并最好。
