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標(biāo)題: 透過(guò)處理器看世界 [打印本頁(yè)]

作者: 51黑黑黑 時(shí)間: 2016-2-21 16:21
標(biāo)題: 透過(guò)處理器看世界
   進(jìn)入2010年代以來(lái)，不管富有還是貧窮，生活在地球上的人類(lèi)，幾乎每個(gè)人每天都在應(yīng)用處理器，與處理器對(duì)話：手機(jī)，電腦，平板，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，家用電器，汽車(chē)，甚至有的開(kāi)關(guān)插座，照明器具都具有處理器�？芍^處理器無(wú)所不在，影響和左右著人類(lèi)文明的生活習(xí)性，并不斷改變?nèi)祟?lèi)的生活習(xí)慣。
   令人驚訝的是，處理器生態(tài)竟然和人類(lèi)生態(tài)一樣，有著完全相同的對(duì)稱(chēng)關(guān)系：人類(lèi)世界并不完美，既存在不好的一面，也具有互助，彩虹般的多彩多姿，陽(yáng)光笑面的一面；完美得十全十美的人和丑陋無(wú)比的人，都會(huì)絕子絕孫，只有中庸的人，才能長(zhǎng)遠(yuǎn)源傳。同樣，在處理器生態(tài)中，缺陷嚴(yán)重，并不完美的處理器架構(gòu)統(tǒng)治著處理器生態(tài)圈；漂亮，更具完美的處理器架構(gòu)身陷囹圄，甚至死亡。下面讓我們來(lái)看看處理器生態(tài)的殊死搏斗與互助吧……
      1946年2月，世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)在美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)誕生，這是一臺(tái)需要上千萬(wàn)美刀的計(jì)算機(jī)，然而，它的爬行速度卻只有5000DMIPS。對(duì)于我們這些生活在2010年代的人來(lái)說(shuō)，它比烏龜還要爬的慢啊。但它既是電子管老虎，也是電老虎：大約每15分鐘報(bào)廢一個(gè)電子管，更是幾百千瓦的耗電量。然而，它卻整整爬行了9年之多。不過(guò)那時(shí)還沒(méi)有處理器，所有的計(jì)算機(jī)都是通過(guò)電子管，后來(lái)是晶體管搭建的。
   1971年11月15日，Intel在為計(jì)算機(jī)廠家提供芯片開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，在Federico Faggin的主持下，開(kāi)發(fā)了采用4位并行二進(jìn)制數(shù)據(jù)的可編程IC芯片，命名為4004. 4004芯片基本具備了微處理器的特點(diǎn)，用它來(lái)做計(jì)算器，改變了傳統(tǒng)計(jì)算器的形象。采用4004芯片后，再配用一塊程序存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，移位寄存器，再加上鍵盤(pán)和數(shù)碼管，就構(gòu)成了一臺(tái)完整的微型計(jì)算機(jī)。但是4004并不能成為處理器，因?yàn)樗且粋€(gè)嚴(yán)重缺陷的怪胎---可以編程，但不具備指令集和處理器框架(即架構(gòu))。不過(guò)它卻賣(mài)得風(fēng)生水起---幾乎所有的計(jì)算器都應(yīng)用了它。
1974年，F(xiàn)ederico Faggin離開(kāi)英特爾公司，自立門(mén)戶(hù)，搞起了8位的ZiLog微處理器。
      雖然Federico Faggin離開(kāi)了，不過(guò)Intel卻從一家德州的Datapoint公司購(gòu)得更先進(jìn)的可編程器件，它是一個(gè)具有指令集的可編程器件-8008.這就是Intel的X86架構(gòu)微處理器的指令集的最初原型。從此人類(lèi)進(jìn)入了具有標(biāo)準(zhǔn)指令集架構(gòu)的處理器時(shí)代。也同時(shí)開(kāi)創(chuàng)了處理器互相殘殺與互相幫助的局面，延續(xù)到現(xiàn)在，以及未來(lái)。
   早期IC技術(shù)并不發(fā)達(dá)，處理器速度和內(nèi)存速度沒(méi)有任何差別。此時(shí)，采用復(fù)雜指令集(CISC)計(jì)算機(jī)架構(gòu)具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)，一條指令可以實(shí)現(xiàn)在存儲(chǔ)器內(nèi)的多種操作。于是乎，連摩托羅拉公司的處理器，也是CISC處理器。但是，隨著IC技術(shù)的發(fā)展，邏輯式IC的速度越來(lái)越快，而基于多晶體管的觸發(fā)器和基于電容的存儲(chǔ)器的速度改進(jìn)發(fā)展緩慢。導(dǎo)致了處理器與存儲(chǔ)器之間存在越來(lái)越嚴(yán)重的gap。
   在美國(guó)stanford大學(xué)內(nèi)，有人提出了新的處理器架構(gòu)：精簡(jiǎn)指令集(RISC)，同時(shí)也很多公司開(kāi)始研制新的處理器。包括DEC，IBM，惠普等。其中要算stanford大學(xué)的MIPS處理器架構(gòu)最為經(jīng)典，其經(jīng)典性到現(xiàn)在處理器技術(shù)飛速發(fā)展的今天依然毫不孫色，實(shí)現(xiàn)了在相當(dāng)小的Die面積下，小的功耗，實(shí)現(xiàn)了與其他很多處理器相當(dāng)?shù)奶幚砟芰�。其次是IBM聯(lián)盟的Power/PowerPC處理器架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了最早具有自解壓指令功能，實(shí)現(xiàn)指令密度壓縮到60%，性能損耗只有5%的效果。
   ARM，這一自稱(chēng)RISC指令集的處理器，并不算是一個(gè)好架構(gòu)。ARM原本想使用摩托羅拉的M68K處理器設(shè)計(jì)其計(jì)算機(jī)產(chǎn)品，但是被摩托羅拉公司拒絕，最后決定抄M68K處理器。由于版權(quán)、技術(shù)能力，最后只抄了M68K簡(jiǎn)單的指令部分，并在后來(lái)不停的增加指令，構(gòu)成了后來(lái)的ARM處理器架構(gòu)。
   然而，在這幾十年的處理器競(jìng)爭(zhēng)下，過(guò)上好日子的，卻是黑寡婦Intel X86和年少輕狂的ARM這兩個(gè)相對(duì)其他處理器架構(gòu)來(lái)說(shuō)相當(dāng)中庸的處理器架構(gòu)，其它處理器都在生存與死亡之間掙扎。同時(shí)不論是最早提出最具RISC特性的MIPS，還是后來(lái)的PowerPC、ARM等處理器架構(gòu)都走向相當(dāng)復(fù)雜的具有互鎖特性的Multi-Issue的處理器實(shí)現(xiàn)上；那邊廂，復(fù)雜指令集的X86處理器實(shí)現(xiàn)，則走向了通過(guò)不可見(jiàn)Cache翻譯復(fù)雜指令集為精簡(jiǎn)指令集后與精簡(jiǎn)指令集具有完全相同行為的精簡(jiǎn)指令集化實(shí)現(xiàn)中來(lái)。大家都輔于perspective，Out of order, Superscalar(Multi-issue)等復(fù)雜特性應(yīng)用到內(nèi)核中。隨著IC技術(shù)的進(jìn)展緩慢和處理器性能要求越來(lái)越高的矛盾，處理器頻率的提升，導(dǎo)致了IC加速產(chǎn)生大量的熱量，溫升嚴(yán)重；另一個(gè)嚴(yán)重問(wèn)題則是處理器頻率與內(nèi)存頻率的巨大差距(gap)，數(shù)據(jù)從處理器寄存器到內(nèi)存需要經(jīng)過(guò)幾百個(gè)時(shí)鐘周期才能達(dá)到，提升處理器的速度變得越來(lái)越不現(xiàn)實(shí)，于是多核就成了處理器性能提升與技術(shù)發(fā)展不匹配的折中方案了。
   提到ARM，不得不提到Marvel和DEC，DEC通過(guò)購(gòu)買(mǎi)ARM指令，實(shí)現(xiàn)了性能相當(dāng)強(qiáng)悍的StrongARM內(nèi)核，并被Intel收購(gòu)后，廣泛應(yīng)用到消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品和網(wǎng)絡(luò)處理器方面。Marvell，同樣是通過(guò)購(gòu)買(mǎi)ARM內(nèi)核指令，應(yīng)用到其自研的處理器內(nèi)核中。Marvel之所以給我不錯(cuò)的好感，也許是因?yàn)�，這家公司的以色列處理器架構(gòu)工程師David的幽默以及北大才子之一、前Marvel中國(guó)區(qū)銷(xiāo)售總監(jiān)林斌的有才吸引了我；亦或是在與Marvel處理器架構(gòu)工程師們討論過(guò)程中，能深入討論到處理器的架構(gòu)設(shè)計(jì)，內(nèi)核實(shí)現(xiàn)對(duì)指令效率等相當(dāng)有趣而優(yōu)美的處理器設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，有一種一起描繪阿羅多姿、優(yōu)美曲線般的處理器設(shè)計(jì)藍(lán)圖的感覺(jué)。同時(shí)，Marvel其時(shí)也購(gòu)買(mǎi)了因?yàn)镮ntel拋棄ARM處理器架構(gòu)，專(zhuān)注X86處理器開(kāi)發(fā)而出售給Marvel的StrongARM處理器內(nèi)核。
   ARM處理器架構(gòu)并不優(yōu)美，而且缺陷多多：ARM處理器指令不具有對(duì)齊性，源自于ARM原本是一個(gè)只有幾十個(gè)人的小公司，不像IBM那樣具有前瞻性的大公司，其處理器指令，是在不斷完善功能和實(shí)現(xiàn)客戶(hù)提出的需求過(guò)程中添加，同時(shí)因?yàn)槠溟_(kāi)始客戶(hù)主要是英國(guó)學(xué)校的繪圖計(jì)算機(jī)需求，導(dǎo)致其關(guān)注連續(xù)視頻流處理的能力，而具有很多Single instruction multi-data類(lèi)型的指令，這種指令本身就屬于復(fù)雜指令集的特性。不過(guò)正因?yàn)檫@種指令，讓其在視頻類(lèi)應(yīng)用獲得了相對(duì)好的好評(píng)。雖然ARM一直宣稱(chēng)其處理器是低功耗、高性能處理器，但真與MIPS比較，ARM就顯得一文不值了。在達(dá)到同樣的性能下，ARM還不如PowerPC的功耗低，Die面積也比MIPS的大接近50%。ARM多核處理器的多核互連架構(gòu)，不具有任何優(yōu)勢(shì)，4核之間采用Crossbar結(jié)構(gòu)，超過(guò)4核的互連存在嚴(yán)重的一致性問(wèn)題。
   X86是我最早接觸的處理器架構(gòu)，卻是我最后了解的處理器架構(gòu)，第二接觸到ARM處理器，同時(shí)也較深入了解ARM處理器架構(gòu)。第三接觸到PowerPC處理器，同時(shí)開(kāi)始了解PowerPC處理器架構(gòu)，但是IBM的Power處理器架構(gòu)卻是了解的較晚。MIPS處理器架構(gòu)則處于PowerPC和Power之間。
   X86處理器架構(gòu)與ARM一樣，名聲并不好。Intel X86，世界上最大的黑寡婦，向上對(duì)王者窮追猛打，向下則以黑寡婦的優(yōu)勢(shì)，使勁擠壓美女們的活動(dòng)空間。名如其曰，黑寡婦是那么的相當(dāng)不完美，Die size就是其一個(gè)致命的弱點(diǎn)，其次是功耗。這兩個(gè)致命弱點(diǎn)，都源自于Intel/AMD都采用先把CISC翻譯為RISC后，緩存在不可見(jiàn)的大cache內(nèi)，同時(shí)通過(guò)大容量cache存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和指令，這些cache就已經(jīng)占了超過(guò)50%的die size；采用太多的multi-issue(一般具有9 issue，甚至更多)及out of order實(shí)現(xiàn)導(dǎo)致增加了超過(guò)20%的Die size。之所以如此復(fù)雜，Intel美名其曰：指令兼容性；指令兼容確實(shí)給Intel帶來(lái)了好處，同時(shí)也成為Intel X86架構(gòu)最嚴(yán)重的歷史包袱。同時(shí)，因?yàn)閃indows的不兼容性而削弱其價(jià)值。就算Intel因?yàn)镻C的巨大市場(chǎng)，獲取了巨大好處，并投資工藝進(jìn)步，令所有半導(dǎo)體廠商無(wú)法企及，其這一包袱依然嚴(yán)重影響Intel進(jìn)入低功耗產(chǎn)品市場(chǎng)。

   Power處理器，是IBM獨(dú)自占有的處理器架構(gòu)和內(nèi)核，從Power1到最新的Power7，以及今年出來(lái)的power7+, 2014年量產(chǎn)的Power8，一直領(lǐng)先所有處理器性能，堪稱(chēng)處理器王者。Power處理器架構(gòu)，以其完美的指令對(duì)齊而顯得威武挺拔，頻率一直走在前端。即使工藝不及Intel，依然毫不孫色。可惜王者太過(guò)關(guān)愛(ài)自己，不愿意多使用龍?bào)w，導(dǎo)致龍鐘繁殖緩慢，有慢慢被黑寡婦吞噬之險(xiǎn)。從Power7開(kāi)始，IBM開(kāi)始了其新的cache技術(shù)：eDRAM，采用DRAM的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)只有1clk的延遲，并且速度與處理器的速度保持在1/2或1/3的范圍之內(nèi)。由于IBM長(zhǎng)期生產(chǎn)和組建多處理器大型機(jī)系統(tǒng)，在多個(gè)行業(yè)的應(yīng)用，其遷移式cache一致性特性都優(yōu)于目前所有的處理器的cache性能。
   PowerPC處理器，是IBM和摩托羅拉公司合作研發(fā)的處理器架構(gòu)和內(nèi)核，其E300內(nèi)核具有簡(jiǎn)約、高性能、two-issue、相對(duì)低功耗，而廣泛應(yīng)用到工業(yè)、通信、汽車(chē)電子等行業(yè)。E500內(nèi)核則以其復(fù)雜、高性能、技術(shù)先進(jìn)的out of order等技術(shù)而應(yīng)用到工業(yè)、通信等行業(yè)。PowerPC處理器架構(gòu)和這兩個(gè)內(nèi)核實(shí)現(xiàn)也是處理器架構(gòu)入門(mén)的好案例。
   當(dāng)然了，保守的IBM，令其王子之身的光芒無(wú)法普照世界，失去了王子應(yīng)有的光環(huán)。

   MIPS處理器架構(gòu)描述：MIPS的意思是“無(wú)內(nèi)部互鎖流水級(jí)的微處理器”（Microprocessor without interlocked piped stages），其機(jī)制是盡量利用軟件辦法避免流水線中的數(shù)據(jù)相關(guān)問(wèn)題。是最早出現(xiàn)的商用RISC處理器架構(gòu)�？梢院敛豢鋸埖恼f(shuō)，MIPS是處理器架構(gòu)的革命先驅(qū)。因?yàn)镸IPS的die size小，功耗低，性能相對(duì)高，曾經(jīng)風(fēng)靡全球，應(yīng)用廣泛：各種家用電器，打印機(jī)，繪圖儀，形形色色的游戲機(jī)，圖形工作站，服務(wù)器，大型機(jī)，網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，電信產(chǎn)品，工控產(chǎn)品，數(shù)字電視、數(shù)字機(jī)頂盒、DVD/藍(lán)光播放器、數(shù)碼相機(jī)和寬帶客戶(hù)端等，無(wú)處不現(xiàn)其身。大有稱(chēng)霸處理器世界之勢(shì)。不過(guò)，由于stanford大學(xué)的教授們并不懂得太多的經(jīng)營(yíng)，在授權(quán)方面也推出了用戶(hù)可修改和增加指令集而削弱了其生態(tài)系統(tǒng)的生命力。提到MIPS，不得不提SGI這一做圖形工作站和大型服務(wù)器的公司，可以說(shuō)MIPS實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)大的處理性能，和這家公司的需求密不可分。另外兩家，分別是網(wǎng)絡(luò)處理器芯片廠商Cavium和NetLogic(原RMI)，Cavium以增加極少量的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用指令和多核互連，實(shí)現(xiàn)高性能的多核網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用；NetLogic(RMI)則以修改內(nèi)核，實(shí)現(xiàn)4線程見(jiàn)長(zhǎng)，輔于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用指令，實(shí)現(xiàn)高性能的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。由于MIPS可以客戶(hù)化定制指令，使得早期MIPS應(yīng)用到各行各業(yè)，同時(shí)，也嚴(yán)重破壞了處理器賴(lài)以生存的生態(tài)圈：編譯器、匯編器、庫(kù)函數(shù)等工具鏈、OS以及各行各業(yè)的千千萬(wàn)萬(wàn)，不計(jì)其數(shù)的應(yīng)用程序的兼容性。使得MIPS的應(yīng)用產(chǎn)品并無(wú)法持續(xù)降低運(yùn)營(yíng)和維護(hù)成本，迫使應(yīng)用方改變方向。

   多線程技術(shù)：多線程技術(shù)，目前廣泛應(yīng)用的有Intel X86、Power7等、MIPS(RMI)、ARM。ARM的多線程還沒(méi)有商用，依然在和高性能需求大廠商討，而且技術(shù)相對(duì)落后效率不高。在前面三者中，最優(yōu)秀的要算IBM的Power7，設(shè)置為兩個(gè)線程時(shí)，效率高達(dá)198%，設(shè)置為四線程時(shí)，效率大約250%，這源自于IBM的多線程技術(shù)和其高達(dá)12個(gè)isse的執(zhí)行單元。Intel X86只能設(shè)置為雙線程，效率大約為190%。NetLogic（RMI）的多線程介于IBM和Intel之間，也是可以配置為雙線程或四線程。在實(shí)現(xiàn)的基本原理上，三者之間已經(jīng)沒(méi)有差別，只有具體的實(shí)現(xiàn)上有些細(xì)微的差別。

   多核多處理器互連技術(shù)：IBM在多處理器的互連技術(shù)方面有著成熟的應(yīng)用甚至已經(jīng)應(yīng)用到內(nèi)存擴(kuò)展方面，多處理器的互連技術(shù)相對(duì)更多，Crossbar，Ring，2D-Mesh，6-cube，或他們的組合；多核處理器的互連技術(shù)，則更少：主要使用線技術(shù)或面技術(shù)，由于當(dāng)前IC工藝限制，無(wú)法使用3D技術(shù)。IBM和Intel都使用Crossbar的多核互連結(jié)構(gòu)；Cavium使用RING+Crossbar復(fù)合結(jié)構(gòu)；RMI使用RING結(jié)構(gòu)；Telira的64核、100核之類(lèi)的處理器則使用了2D-Mesh結(jié)構(gòu)。當(dāng)然核數(shù)超過(guò)8核，不適合應(yīng)用Crossbar，只能采用8核內(nèi)采用Crossbar，然后采用第二級(jí)互連。

   cache技術(shù)：Intel X86 Cache技術(shù)是大家都熟悉的共享型技術(shù)，cache單元采用SRAM結(jié)構(gòu)，加入了低功耗控制，IBM則采用了自有專(zhuān)利的eDRAM 的cache存儲(chǔ)單元，Cache一致性采用數(shù)據(jù)遷移式方式，在多核方面更具有優(yōu)勢(shì)。Telira的64核的cache與采用多核互連架構(gòu)一致，2D-Mesh方式，一致性采用復(fù)制方式，比較浪費(fèi)cache資源。不過(guò)高達(dá)64核，如果不像IBM的大型機(jī)系統(tǒng)那樣，進(jìn)行分區(qū)分割運(yùn)行，處理器的性能無(wú)法發(fā)揮出來(lái)。

專(zhuān)業(yè)業(yè)務(wù)模型對(duì)這些處理器的性能反應(yīng)，具有可對(duì)比性的是Intel X86和IBM的Power7，MIPS、PowerPC之間因?yàn)榇嬖诙喾N加速引擎，他們之間可以進(jìn)行性能對(duì)比。以WCDMA的RNC業(yè)務(wù)模型來(lái)分析，Intel X86 8核 3.5GHz，16線程。IBM Power7 3.5GHz 8核分16、32線程；Freescale的E500mc，8核，Cavium MIPS64 12核；RMI 8核 32線程后面三個(gè)輔以加速引擎。Power7大約處理20000個(gè)數(shù)據(jù)面用戶(hù)，Intel X86大約處理17000個(gè)數(shù)據(jù)面用戶(hù)；其它三個(gè)需要根據(jù)程序優(yōu)化，良好配合加速引擎，E500mc性能不好(加速引擎未配合好)，Cavium和RMI的不相上下。以上處理器都是64位。

   未來(lái)處理器技術(shù)的發(fā)展：因?yàn)槌绦虻捻樞蛐远鴮?dǎo)致多核處理器性能無(wú)法發(fā)揮，只要處理器頻率和存儲(chǔ)器頻率能提升，并且不導(dǎo)致大量發(fā)熱而溫升嚴(yán)重，個(gè)人應(yīng)用將是以單核處理器依然是首選，并行應(yīng)用和云、集群則以多核分區(qū)運(yùn)行為首選。以Stanford大學(xué)、Mit、IBM等大學(xué)和公司的研究中心已經(jīng)取得了石墨碳工藝技術(shù)的進(jìn)展，實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下，據(jù)說(shuō)處理器頻率超過(guò)1000GHz，溫升依然小于當(dāng)前大功率的處理器，處理器內(nèi)通過(guò)光通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)處理器與內(nèi)存和外設(shè)的互連。存儲(chǔ)器廠商則努力研究相敏和磁敏存儲(chǔ)，從相敏和磁敏特性分析，個(gè)人認(rèn)為這兩種存儲(chǔ)器的頻率會(huì)有較大的提升，但依然無(wú)法達(dá)到石墨碳工藝的1000GHz，倒是以量子技術(shù)為理論基礎(chǔ)的中子技術(shù)革新存儲(chǔ)器，令未來(lái)的存儲(chǔ)器達(dá)到如此之高的速度，并不再受伽馬射線的影響而產(chǎn)生軟失效，大大縮小了處理器與存儲(chǔ)器之間的速率gap。
   在參與與某公司處理器合作的過(guò)程中，終于有機(jī)會(huì)深入窺視某公司的Power架構(gòu)和內(nèi)核實(shí)現(xiàn)，并對(duì)服務(wù)器應(yīng)用與其它專(zhuān)業(yè)應(yīng)用的巨大差別有了清晰的認(rèn)知。同時(shí)也學(xué)會(huì)了如何處理和推動(dòng)兩艘航空母艦之間的合作進(jìn)展的方法，從加入合作開(kāi)始，前面兩個(gè)多月，盡是和某公司各個(gè)地方的商務(wù)、研發(fā)、合作部門(mén)無(wú)休止的電話會(huì)議和郵件溝通，每每得到某公司的答復(fù)是，我沒(méi)有收到郵件！或是之前不是我在開(kāi)會(huì)。北京分部如是、美國(guó)分部、澳洲分部如是；上海分部作為商務(wù)，一樣無(wú)法協(xié)調(diào)某公司內(nèi)部的溝通，臺(tái)灣分部則是主持，本應(yīng)負(fù)有協(xié)調(diào)某公司內(nèi)部溝通和任務(wù)落實(shí)的責(zé)任，同樣沒(méi)有起到作用。而每次加入到電話會(huì)議的，則多達(dá)中國(guó)區(qū)北京、香港、臺(tái)灣、上海，美國(guó)東部和西部、澳大利亞。每每開(kāi)完會(huì)，會(huì)上列出每個(gè)地方的任務(wù)，并以會(huì)議紀(jì)要發(fā)出去，依然沒(méi)有效果。由于長(zhǎng)時(shí)間未取得預(yù)期的進(jìn)展，承受了領(lǐng)導(dǎo)傳遞過(guò)來(lái)的強(qiáng)大壓力，但依然不知如何推進(jìn)。一天，在與某公司臺(tái)灣分部的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人溝通后，依然未果。無(wú)奈之下，奮筆直書(shū)，寫(xiě)下了短短100字左右的郵件(郵件內(nèi)容就不說(shuō)了)，找到某公司所有的名片，選出幾個(gè)VP頭銜的人物，將郵件直接發(fā)送過(guò)去，抄送給項(xiàng)目相關(guān)的所有人和本公司多個(gè)領(lǐng)導(dǎo)。哇塞�。�！某公司的反應(yīng)真快呀！連夜收到了多個(gè)VP的回復(fù)郵件，電話會(huì)議通知，第二天一大早，就是電話會(huì)議，效率真高，就定下來(lái)所有的具體責(zé)任人和時(shí)間表。某公司的技術(shù)工程師從美國(guó)多個(gè)地方、澳大利亞等地方在4天內(nèi)都趕到了。那進(jìn)展，簡(jiǎn)直就是一天一小變，三天一大變呀！
      處理器研發(fā)時(shí)，部門(mén)不愿意立項(xiàng)做FPGA的處理器驗(yàn)證單板，當(dāng)時(shí)倒是沒(méi)有感覺(jué)到挑戰(zhàn)。也許我在公司呆了那么多年，依然不了解公司的流程和規(guī)范。當(dāng)發(fā)現(xiàn)因?yàn)闆](méi)有立項(xiàng)，是不能獲得任何資源支撐的時(shí)候，能做的事情就是忽悠，不停的忽悠。于是就開(kāi)始寫(xiě)ppt，向需要的資源部門(mén)領(lǐng)導(dǎo)忽悠，一次不行，兩次，兩次不行，三次！哈哈，幸運(yùn)的是，感覺(jué)還是很順利的，最難通過(guò)的部門(mén)，也就修改了兩次ppt，忽悠三次就Pass了。當(dāng)然，這還得動(dòng)用高鐵ATP項(xiàng)目時(shí)與多個(gè)部門(mén)建立起來(lái)的人脈關(guān)系。對(duì)外，依然是困難重重，最難的就是FPGA芯片的交期能否保證這一難度不亞于與某公司的合作的推動(dòng)，畢竟全球就那么兩家做高端FPGA的廠家，都很牛逼啊。因?yàn)榻黄诘膯?wèn)題，也是動(dòng)用了兩艘大船的VP，并且一不小心，把對(duì)方的Sale給革職了，對(duì)這Sale，真是不好意思了啊！好了，描述完協(xié)調(diào)的事情之后，該回到技術(shù)上來(lái)啦，我本是不謙虛的人，硬件對(duì)我來(lái)說(shuō)，實(shí)在是太簡(jiǎn)單的事情了，即使是4個(gè)規(guī)模膨大的FPGA，也沒(méi)有什么難的。更何況還有硬件工程師，軟件工程師完成，其他部門(mén)如PCB Layout，工藝，結(jié)構(gòu)，EMC，線纜等的支持配合。不過(guò)愛(ài)好技術(shù)的我，還是把DDR2和DDR3的驗(yàn)證拿來(lái)親力親為了一把。結(jié)果，驗(yàn)證的時(shí)候，最嚴(yán)重的就是DDR部分啊，悲催的FPGA驗(yàn)證時(shí)，DDR控制器只能跑到50MHz+(因?yàn)樾枰?yàn)證DDR PHY，不能使用FPGA的DDR PHY)，DDR芯片的廠家只保證到133MHz或以上的頻率下正常運(yùn)行。唯一能做的，就是計(jì)算DDR的數(shù)據(jù)刷新時(shí)間、其它各種時(shí)序及其延遲周期，經(jīng)過(guò)一個(gè)多月的奮戰(zhàn)，DDR控制器終于在50MHz左右的情況下穩(wěn)定運(yùn)行了。在參與這個(gè)項(xiàng)目的過(guò)程中，讓我明白了忽悠是那么的重要，對(duì)內(nèi)，對(duì)外忽悠的重要。項(xiàng)目完成之后，特意花了一周的時(shí)間，整理了一個(gè)16頁(yè)的ppt，描述了如何通過(guò)對(duì)內(nèi)各個(gè)部門(mén)，對(duì)外其它公司的協(xié)調(diào)，如何帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)正確的完成任務(wù)，減少或避免錯(cuò)誤出現(xiàn)，取得了何種成績(jī)，美名其曰：項(xiàng)目總結(jié)，優(yōu)秀實(shí)踐！發(fā)出去，哈哈！
   多核處理器技術(shù)藍(lán)皮書(shū)：以一個(gè)普通工程師的角色，請(qǐng)教公司內(nèi)外的資深工程師、教授、處理器名人，這是一個(gè)令人難忘的經(jīng)歷。有人懷著一顆熱情的心，耐心的解說(shuō)、指導(dǎo)，并和我交流討論，同時(shí)盡力提供資料；有人樂(lè)意幫助，并提供資料；有人愿意幫助，但不熱情；有人冷冷的幫助了我；有人耍太極，當(dāng)面說(shuō)提供資料，后續(xù)查無(wú)回音，多次拜訪依然如此；有人以工作忙，或沒(méi)有了解為由，直接拒絕提供幫助。在這一過(guò)程中，需要和自己最親近的朋友、領(lǐng)導(dǎo)請(qǐng)教如何打動(dòng)他人，樂(lè)意提供幫助的方法，同時(shí)在遇到冷遇與拒絕時(shí)保持良好的交流心態(tài)和語(yǔ)氣，這是一個(gè)忍受的過(guò)程。資料和信息獲取到了之后，就是學(xué)習(xí)，整理，最終總結(jié)出幾個(gè)未來(lái)發(fā)展方向的觀點(diǎn)，這只要運(yùn)用紙上的忽悠能力就可以解決的事情了。從IC工藝角度看，處理器未來(lái)會(huì)持續(xù)發(fā)展到現(xiàn)有半導(dǎo)體理論極限的16nm，至于Intel等提出的12nm，10nm，8nm，6nm等硅半導(dǎo)體工藝，暫時(shí)無(wú)法參透其半導(dǎo)體如何在如此之薄的晶圓上生長(zhǎng)，難道雜質(zhì)只生長(zhǎng)一半或不到一半到硅原子內(nèi)？另外，如此之薄，芯片電壓也變得難于實(shí)現(xiàn)的0.4V或以下。同時(shí)，IBM，Stanford，MIT等研究的石墨碳工藝，則是未來(lái)半導(dǎo)體工藝熱門(mén)的方向。處理器內(nèi)部互連，則通過(guò)光通信實(shí)現(xiàn)處理器與內(nèi)存、外設(shè)的高帶寬的通信，并最終實(shí)現(xiàn)芯片內(nèi)的WDM通信。更為突出的是，IC工藝從平面向3D方向進(jìn)軍，這同樣會(huì)深刻影響IC技術(shù)的變革。從處理器外部硬件上看，以后的硬件將更加歸一化，生命周期更短；虛擬化技術(shù)屏蔽了底層硬件的差異，實(shí)現(xiàn)了OS及其上層的統(tǒng)一性；多核處理器與內(nèi)存則通過(guò)虛擬化進(jìn)行分區(qū)劃分運(yùn)行，提升多核處理器運(yùn)行效率。

國(guó)內(nèi)外處理器技術(shù)差距：從宏觀的大環(huán)境看，處理器技術(shù)完全掌握在美國(guó)國(guó)內(nèi)，無(wú)論是處理器芯片，還是處理器賴(lài)以生存的處理器生態(tài)系統(tǒng)：半導(dǎo)體，處理器體系結(jié)構(gòu)和內(nèi)核實(shí)現(xiàn)，工具鏈，OS，各種應(yīng)用程序。其它國(guó)家和中國(guó)都顯得那么蒼白無(wú)力。從與人的對(duì)話來(lái)看，與stanford大學(xué)教授，Intel， IBM，Marvel，F(xiàn)reescale，Cavium，NetLogic，處理器性能評(píng)估獨(dú)立人 markus.levy等的交流，都能深入的介紹處理器的體系結(jié)構(gòu)差異，內(nèi)核的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，底層程序，應(yīng)用程序如何影響處理器性能發(fā)揮，如何建立業(yè)務(wù)模型等。與國(guó)內(nèi)中科院龍芯處理器教授的交流，就顯得相當(dāng)空洞無(wú)力，教授們大談特談龍芯如何成功，基于什么樣的原因，諸如處理器生態(tài)系統(tǒng)，處理器賴(lài)以生存的工具鏈，OS，和應(yīng)用程序來(lái)選擇處理器架構(gòu)和內(nèi)核等，取得了國(guó)家某某獎(jiǎng)之類(lèi)空乏無(wú)力的虛吹。

企業(yè)文化：在整個(gè)處理器職業(yè)生涯中，令我印象深刻的是stanford，intel，F(xiàn)reescale，IBM的企業(yè)文化對(duì)雇員的影響；stanford具有相當(dāng)?shù)膶W(xué)術(shù)自由，里面有相當(dāng)多的處理器學(xué)術(shù)派系，他們彼此表達(dá)出不同的觀點(diǎn)，卻共融而一起研究處理器技術(shù)；Freescale和IBM的雇員們，對(duì)工作懷有相當(dāng)?shù)臒嵴�，�?duì)公司有著相當(dāng)?shù)闹艺\(chéng)和尊重；他們時(shí)刻不忘向客戶(hù)推介他們的產(chǎn)品和技術(shù)，并兢兢業(yè)業(yè)的完成工作職責(zé)和任務(wù)，同時(shí)，他們堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)和技術(shù)能力，快速解決技術(shù)問(wèn)題的能力，都讓我們肅然起敬。Intel的工程師們，則是完全相反的態(tài)度，公司賺錢(qián)與我一點(diǎn)關(guān)系都沒(méi)有，工作沒(méi)有熱情，沒(méi)有激情。帶著不情愿的表情完成工作職責(zé)和任務(wù)。當(dāng)然，Intel的工程師們的工作能力也是非常棒的。

透過(guò)處理器世界，我們同樣看到世界的不完美，也只有不完美，才會(huì)讓人類(lèi)發(fā)奮努力去追求完美。

下一篇，將準(zhǔn)備撰寫(xiě) 海陸空三維立體交通系統(tǒng)的系統(tǒng)和未來(lái)發(fā)展方向，或者是高鐵ATP系統(tǒng)，也可能是通信網(wǎng)絡(luò)的歷史，現(xiàn)狀，未來(lái)的發(fā)展，…………

作者: admin 時(shí)間: 2017-3-7 03:19
精品好文啊，內(nèi)容精辟，觀點(diǎn)獨(dú)到。51黑有你更精彩.

作者: wanggengniu 時(shí)間: 2017-3-7 21:28
精品好文啊，內(nèi)容精辟，觀點(diǎn)獨(dú)到。51黑有你更精彩.

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