畅谈20 nm技术发展前景
Ron Wilson
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非常具有挑战性的工艺 20 nm节点的争论在于它非常难以进行投产，技术挑战还仅仅是一个小问题。但是，从系统设计人员的角度看，使用SoC而不是开发它，所有的都可以归结为5个关键点：成本、密度、速度、功耗和2.5D。系统设计人员的体验在很大程度上取决于芯片设计人员怎样处理好这5个关键点的相互关系。 成本是最主要的。NVIDIA的Huang先生的观点可能是正确的：随着成本的大幅攀升，对于同样数量的晶体管，20 nm一直要比28 nm昂贵得多。对于采用了大量非线性电路的SoC，例如，RF或者其他模拟晶体管，单片无源组件，以及静电放电保护结构等，成本差距要比仅采用高密度逻辑的SoC大得多。非常简单的是，对于SoC移植到20 nm，应该有一些优点——集成、性能、能效，以及IP应用等，要优于28 nm。否则，无法弥补额外的高成本。 图2.将一个高分辨率的模板分成两个独立的低分辨率模板的简单例子。实践中，实际使用双模板需要有很多工艺步骤。 这就给我们带来了密度问题：在同样面积上，20 nm能否尽早完成工艺转换。与28 nm相比，由于模板相关的设计规则导致降低了封装效率，除此之外，20 nm每mm2的晶体管数量是其两倍。芯片规划人员通过几种方法来使用越来越多的晶体管。 最明显的方法是集成。如果您能够将两个28 nm SoC封装到一个20 nm管芯中，结果是减小了芯片间延时，降低了I/O功耗，以及电路板级成本，这说明单位晶体管成本的提高是有好处的。而不明显的是，规划人员通过使用晶体管来提高性能或者能效。 一个非常简单的例子：如果一片SoC在主要工作模式上是DRAM受限的，有时候扩大片内RAM能够有效地减少对DRAM的访问，这样能够极大地提高性能，大幅度降低I/O功耗。而晶体管更典型的应用是建立并行机制。在有大量线程、数据并行或者可以进行流水线工作的应用中，增加处理器要比提高时钟频率更有效。这一事实导致了从单核发展到多核SoC，在20 nm，将推动从多核到很多核的发展。 图3.总共10个主要处理器，这一Cavium芯片基站设计表明了并行发展趋势。
可能有些令人吃惊的是，晶体管问题也影响了模拟电路性能。例如，FPGA供应商Altera宣布，其28 nm工艺代芯片至芯片收发器最大速率从28 Gbps增加到20 nm FPGA的40 Gbps。这种增长的部分原因当然是来自更高的晶体管ft，以及杂散干扰的减小。Altera工程师说，而主要原因是更快、更复杂的数字均衡电路。此外，在很多其他应用中，与20 nm相比，设计人员能够使用更多的晶体管，通过数字化来增强模拟信号通路的性能。 增加晶体管也能够降低功耗，但这听起来可能有些相互矛盾。一个例子是，设计人员在20 nm继续采用了复杂的功耗管理策略。使用精细的状态机和控制电路，设计人员的时钟选通和电源选通策略的粒度更精细。当无法改变进入寄存器的数据时，常用的方法是减小周期时钟。当整个子系统空闲时，电源选通一般只用在模块级，而现在对于粒度越来越精细的结构，随着周期的缩短，更多的采用了电源选通。更精细的粒度增加了晶体管开销，但是，只要能够降低功耗，很多设计人员还是会做出这种选择。 更明显的例子是ARM的big.LITTLE体系结构。除了主Cortex-A15，这一方法增加了第二个完整的CPU——Cortex-A7。当一个任务需要高性能时，系统启动A15。当系统要处理的任务对性能要求不高时，它关断A15，在功耗较低的A7上运行不关键的任务。结果是，大幅度降低了功耗，而且没有牺牲最大性能。 下一页：全部资讯文库找工作&&
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2015数据中心市场行业趋势解读
2015年的数据中心市场在云计算与大数据等驱动下将会呈现哪些新趋势呢？越多大规模数据中心运营者、超大规模的云和网络供应商(也就是网络级运营商)正在购买自己的交换机和光缆来扩展自己的网络，而不是依赖于其它网络供应商。
　　2015年的市场在与大数据等驱动下将会呈现哪些新趋势呢？越多大规模数据中心运营者、超大规模的云和网络供应商(也就是网络级运营商)正在购买自己的交换机和来扩展自己的网络，而不是依赖于其它网络供应商。　　更少关注硬件，更多关注软件的研发和运营，数据中心低成本的分组交换和IPv6网络中规模的高成本、高复杂性驱使网络运营商采用通过敏捷网络连接的数据中心托管解决方案。　　新的DevOps人员将在战略方向拥有更多话语权，运营商在数据中心上的投入将会翻番。　　云基础设施技术将会继续商品化。类似于OpenStack的平台将发布一系列基于云的服务和应用，运营商和供应商必须具备使用网络级的方法来搭建数据中心的能力。　　大企业将越来越多的应用Docker，在一些情况下Docker伴随着传统的VM共同运行，在一些情况下Docker完全取代这些VM&&因为Docker在管理和效率方面更有优势。此外，虽然Docker的编排和安全目前还不够完善，但有大量的供应商正在致力于解决这些问题。　　包括Cavium和Applied Micro在内的多个供应商都推出了服务器级别的ARM。Google和Rackspace等公司也加入IBM的OpenPOWER基金会，开发其架构的并推动研发速度。　　2015年，OpenStack将迎来第15个生日。RackSpace见证了这项科技的成熟，从测试、研发到主流生产。随着产品成熟化，OpenStack变的简单化，更好用，更好管理，更好规模化。　　类似医疗、财务、零售类的垂直行业的客户希望可以更快的访问关键应用，更多的公司将部署内置闪存的服务器。即时交易决定了客户的体验。
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*验 证 码：如果政府大力推广，把ARM生态建起来，最大受益人也是ARM。华为、飞腾、华芯通只不过给ARM打工。既然自己做CPU，OS又是Linux，还要自己建生态，又需要国家投入资源大力推广。为何不选择完全自主的申威，反而投入巨额资源给ARM做嫁衣呢?
前几日，网友SamuelYeE留言：高通才宣布退出服务器芯片市场，这对中方的华芯通是个非常尴尬的事情。一方面高通做服务器server芯片设计的核心团队是位于加州。华芯通北京团队只是后端的部分。如果说华芯通说我收购高通在加州的团队的话，肯定是个好主意。可是在现今中美之间的形势，美政府一定不会同意的。那华芯通接下来怎么办？而贵州省政府已经投资华芯通不少过10亿了吧？其实ARM的架构在server芯片领域从来就没有成功过。Qualcomm的24核的Centriq 2400当初在美国和欧洲的用户试用和反馈就非常不好。而高通“不管这些”，接着开发64核的芯片以增强性能......。而基于ARMv8 64位架构的server芯片也只有中国市场会接受。实际上，Cavium的ThunderX2做的比高通的要好。这里想请铁流分析一下，华芯通接下来该如何走出困境？
高通物联网的团队裁员减少40%。服务器团队减少50%，转岗50%，裁员总人数将达到1500人左右。之前，AMD已经基本放弃了ARM服务器。在高通、AMD等国外大厂放弃ARM服务器之后，国内华为、飞腾、华芯通等依旧做ARM服务器的厂商势必受到影响。三家厂商中，华芯通受到的冲击最大。原因SamuelYeE的留言里其实说的很清楚了。华芯通目前还不具备独立设计ARM服务器CPU的能力，还处于消化高通给的源代码的过程中，而且很多方面还是依赖高通的技术帮助的。在高通把ARM服务器业务砍掉，不能“拼爹”之后，何去何从是一个问题了。如果能把高通砍掉的员工挖到华芯通，这倒还好，但是如果无法挖过来，那不确定因素就比较多了。 华为和飞腾的冲击会相对小一些。之前，华为研发了多款ARM服务器CPU。华为的Hi1612是核高基项目，虽然华为在“十二五”科技创新成就展上，在展板上写明该服务器“配备自主研发的Hi1612 ARM架构64位处理器，除存储单元外均有完整知识产权……”。但实际上，Hi1612是32核ARM Cortex A57。华为之后研发的Hi1616则是ARM Cortex A72。最新的一款服务器CPU，据说使用了华为研发的内核。考虑到高通、三星、苹果等公司基于公版做修改的发展历史，华为的这款内核很可能也是基于公版修改的产物，比如拿A72或其他内核做修改，性能究竟怎样还是等产品上市后再看。
三家厂商里，以目前的情况来看，飞腾做的最好，FT2000和FT2000plus采用了飞腾设计的内核，多核性能追平了英特尔E5。FT2000相对于同时期华为的Hi1612，在制造工艺落后2代的情况下，在性能功耗比上依然处于优势。在特殊领域FT的芯片有一定应用。
就前景来说，ARM服务器目前情况并不乐观。三家在发展策略上都是搭便车，寄希望于ARM在服务器CPU市场打开突破口，然后抢下一部分市场。但目前的情况是，AMD、高通这些重量级玩家都退出了……搭便车的策略恐怕难以实现。
由于全球ARM服务器在商业上比较惨（否则高通、AMD也不会退出了），国内三家基本就只能指望政府采购输血了。三家的ARM服务器能不能起来，就看国家推不推，如果政府大力推广ARM服务器，各种资源倾斜，还是有希望的。但如果政府也不推这个事情，那就只能小打小闹了。
不过，话说回来，如果政府大力推广的话，把ARM生态建起来，最大受益人也是ARM，华为、飞腾、华芯通只不过给ARM打工。另外，一旦遭遇类似中兴这次制裁，能不能扛得住也值得商榷。
既然自己做CPU，OS又是Linux，还要自己建生态，又需要国家投入资源大力推广。为何不选择完全自主的申威，反而投入巨额资源给ARM做嫁衣呢?
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