麒麟芯片架構是買的ARM的,生產是臺積電代工,那什麼是自己的?

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目前國內芯片領域根本談不上自主研發,麒麟還是原來的海思本質都是外國芯片這點繞不開。只是因為ARM從來都不做成品,所以華為的純自主研發鑽了空子。ARM處理器ARM絕對控制,無論是哪家生產的!區別就是高通和蘋果可以更深層次的買到指令集,進行魔改,三星、聯發科、麒麟就只能買公版的核心,公版的方案做CPU/GPU基帶的整合調試。ARM從來不賣架構,只賣架構授權和CPU GPU核心。想要生產ARM處理器第一關就是你得能買到ARM核心,這也是ARM的策略,降低成本降低風險同時全面開花佔據市場。海思還是麒麟本質是買ARM現成的CPU核心、ARM或者其他公司的GPU核心用ARM提供公版方案做基帶 CPU GPU整合調試。不要動不動就是什麼自主研發,什麼ARM是畫設計圖的,手機處理器領域ARM絕對的技術壟斷誰也繞不開,就拿麒麟970之前都落後高通很多為什麼?就是因為買不到最新的ARM CPU核心,所謂的麒麟處理器只要被人技術封鎖分分鐘全面停產,華為扮演的角色就是把半成品加工成成品而且還是在相對的技術框框下面。可以對比麒麟970 三星獵戶座和同期曉龍,他們的規格基本是一致的,核心參數也是接近了,所以除了圖形以外整體性能是接近的。獵戶座、驍龍也是華為研發了?核心原因就是這一代的ARM處理器,ARM開發的規格就是那麼回事,只要按照ARM的公版方案去做基本都是差不多的,如果是960則是因為核心和方案落後獵戶座和驍龍一代。目前能完全自主研發生產處理器的只有兩家IBM 英特爾,ARM和AMD沒有獨立的生產能力,三星就是純粹的做半成品加工,高通、蘋果有一定的魔改能力,華為則是基帶有一定技術基礎。

利用ARM公版研發自己的芯片,並不是華為的獨家專利,三星的獵戶座、蘋果的A系列、高通的驍龍都是這樣走過來的。這就是高通走的道路,華為在這方面走的應該是從外圍到核心的改造之路。目前是內置NPU採用國產寒武紀的研發成果,同時GPU卻也是完全自研的結果,也許到一定時候自研核心也就是順理成章的事情。


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感謝您的閱讀!

麒麟芯片架構是ARM公司,是由臺積電進行生產代工的,那麼,麒麟芯片說自主研發是不是有道理呢?還是“打腫臉充胖子”呢?


我們今天必須要說一個非常有趣的事情,或者說了一個最簡單的比方。這你就對於麒麟處理器,華為在其中所起的作用,你會有著更深刻的認知。

我們知道如果你要建一棟大樓,我們首先需要設計院出圖紙,接著我們需要找到施工方,讓施工方按照圖紙的要求進行施工。但是我們的施工並不是說是沒有規律的,對於一些在建築工地上工作的人來說,可能會知道,我們必須要知道,我們所建設的大樓,它必須要符合一定的標準,比如GB國標,監理會對圖紙上的一些信息進行比對,是否符合國家標準等等。

我們說了這麼多,我們現在來一一對應。

  • 其中的施工方就是我們所說的臺積電。臺積電負責生產或者是代工芯片,它其實就是施工方,將芯片進行代工生產。
  • 另外一個就是國標,這裡的架構,大樓需要怎麼樣的標準,怎麼樣的設計標準能夠讓大樓更好?這些其實都是一個共有的標準。而在這裡我覺得ARM公司,就起到了這樣的作用。它指的是ARM架構,也是精簡指令集(RISC)處理器架構。當然,有人將它比作設計方,因為它也是推出了一些圖紙的設計方案。但是我認為它是指令集,它是最基礎的部分,也是芯片設計的一種基礎的方案。


  • 設計公司。我覺得這裡華為就替代這個公司,麒麟處理器,就是通過將ARM公司,它們的這種基礎的指令集進行設計,並且在這上面附著更多的,比如說藍牙,基帶等等方面的內容,讓芯片會有更多的能力。

我們這樣解釋似乎會更清楚一些,其實華為起到的就是這個作用,不僅僅是華為高通蘋果,基本上都是處於這種設計方的位置。只不過是因為他們每個公司的技術等級不同,生產出來的芯片可能表現不一樣。


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一、芯片不只有架構,也不只有生產,還有很多的東西的

對於大家的理解來講,採用ARM架構,再讓臺積電生產,那麼華為所謂的自研就有水份了,畢竟架構有了,生產不是自己的。

但其實芯片不只有架構,也不只有生產,還有很多的東西的,比如ISP、DSP、NPU等等,這些都是華為自己的。

另外就拿設計來講,ARM的架構相當蓋房子時給了你框架,但室內怎麼裝修,一樣需要設計,以及大量的工作量等,這也不是一般人能夠乾的。

二、目前芯片廠商大多是分工合作,而不是一籃子全包了

再說了,目前芯片廠商們有好幾種,一種是IDM廠商全包了,這樣的廠商很少了,更多的還是分工合作,一些企業只做設計,一些只做生產。

比如蘋果、高通、聯發科、華為就是隻設計,不生產的芯片,而臺積電就是隻生產不設計的芯片,這是分工。

所以不要因為華為採用ARM架構,然後要臺積電來生產,就認為麒麟系列芯片的含金量不高,這樣就大錯特錯了,你覺得呢?

畢竟ARM的架構是大家都可以買的,同時臺積電也是對外接單的,為何國內只有華為一家這麼牛的芯片企業,沒有別的企業能夠比肩華為呢?這就是實力了。


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麒麟芯片可以說一路走來實話不容易,除了華為的眼光銳利外,還需要鍥而不捨的精神。

首先先要明確一點,不管是麒麟芯片,還是高通芯片,三星芯片,蘋果芯片都是基於ARM架構或者指令集的,即便所謂高通三星的魔改架構,其實也是arm架構,按照高通標準,麒麟990自研第二代達芬奇NPU架構,並且2+2+4雙大核結構,按道理已經算是魔改架構了,跟高通,三星無疑,畢竟獵戶座990也好,高通驍龍865也罷一樣是arm核心,例如a76和a77,麒麟芯片現在最大的問題就是沒有自研GPU,高通採用的是自研的安德魯GPU,三星採用的也是arm的mail GPU。

臺積電是芯片製造商,不管是麒麟,高通,蘋果都是臺積電或者三星代工,當然三星現在是行業裡全鏈條的,製造能力也是最強的,三星的獵戶座也能自行生產,但是其他三家都需要別的代工廠進行代工,所以這個不僅僅是麒麟芯片。

那麼華為麒麟有什麼是自己的?其實這個問題就是麒麟算不算自研?答案肯定的,設計芯片不是像雷軍說的沙子一樣,不然澎湃早出來了。芯片還有各種的基帶,NPU,ISP,視頻芯片藍牙,WiFi模塊,音頻等等,需要強大的設計和研發才行。

arm就像是開發商造的毛坯房,至於如何裝修出效果,如何實現好的功能分區,如何體現居住舒適感,這個就需要裝修公司和設計師能力了,華為麒麟其實就是這個裝修公司和設計師。

因此,雖然架構是arm,代工是臺積電,但是裡面是需要高研發技術進行設計研發,並且需要流片成功才行的。


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華為早期是不做芯片的,2004年成立海思也只是做網絡配套和視頻芯片。而華為這幾年才開始大力發展自家麒麟芯片+鴻蒙OS生態,也正是這幾年讓麒麟芯片名聲大噪。因為它早期推出的手機處理器K3V2,表現並不是很好,功耗也是比較的大,俗稱火麒麟。

對於麒麟芯片一直存在爭論,那就是這個ARM問題,曾經安兔兔也因ARM授權問題進行了道歉。對此很多人也存在疑問,麒麟芯片的架構是買的ARM公司的,芯片的加工生產又是靠著臺積電完成,一個麒麟芯片真正什麼才是華為自己的?

芯片生產流程

ARM公司對海思進行授權架構,也就是授權之後華為才能夠有資格使用這個架構。華為海思利用ARM提供的公版架構,這個架構就相當於蓋一座大樓的框架。

這裡大家並不要認為有了架構後就能夠做出芯片,也不要認為我們拉一車沙子到臺積電就能做芯片了。芯片設計製造和蓋房子還是有很大區別的,就算是你又架構,並不一定能夠做出芯片,小米的澎湃芯片就是一個例子。

2、華為在架構之上進行設計

ARM給的框架中,已經對CPU、GPU已經有了定義,海思麒麟的設計者要做的就是把通信基帶、IPS數字圖形處理、神經網絡處理器,神經網絡處理器也就是我們說的AI,以及其它各種芯片必備東西都加入到這個框架中,並進行相關的測試。例如華為現在處理器都加入了自家自研的NPU達芬奇架構、巴龍基帶、AI技術。

這就好比人們蓋房子,框架有了,至於內部你做成中式風格、歐式風格、還是復古風格,那就要看設計者自己想的了,更重要的是設計者的各種技術積累。

3、加工方按照圖紙加工

最後誰來建設完成這個設計好的圖紙呢?那就是臺積電,臺積電按照這個設計圖紙,進行加工出來芯片,並進行一系列的測試。測試的目的是為了區分不同芯片性能,對它進行一系列的分類。

為了簡單理解,就可以比作蓋房子。ARM提供了大樓的框架和設計要求,海思就是大樓的內部設計人員,決定大樓設計的好壞,而臺積電就是工地的工人,按照圖紙和設計人員的設計進行加工。

ARM是幹什麼的

事實上不單單華為海思麒麟使用的是ARM架構,就連高通、蘋果、三星都是用的它的結構,因此如果因為這個說麒麟不是自研芯片,就有點說不過去。

英國ARM公司是全球領先的半導體知識產權(IP)提供商,全世界超過95%的智能手機和平板電腦都採用ARM架構。

ARM公司它不做芯片,它做的是芯片設計方案授權,它去研究一系列的芯片設計方案,並把這個方案授權給別人使用,當然這個授權必須要收費,也有一定的期限。例如在2010年得到ARM授權的公司,它們的出貨量達到了60億。

臺積電在芯片製造中作用

以前有人說,拉一車沙子到臺積電,就能做出很多芯片。

這是一個非常錯誤的認知,沒有設計圖紙是不能做出芯片。臺積電拿到公司給的芯片圖紙之後,例如海思麒麟提供給它的麒麟1020設計圖紙、高通給它的驍龍865設計圖紙、蘋果公司給它的A14設計圖紙等。

它按照這個設計圖紙的要求,利用先進光刻機、蝕刻機等機器,加工出來這些芯片,然後通過它們的一系列測試,對這些下線的芯片進行測試,進行性能分類。

華為除了ARM有沒有備胎

華為是一個非常獨立自主的公司,它有很多的備胎。並不是說ARM不授權給華為使用了,華為就不能做出芯片了。

這一點餘承東在接受採訪時就提到,我們有相應的備胎。並且華為公司也有合同,華為已經買下了麒麟系列處理器的所使用的ARM設計方案的永久使用權。

如果它不提供,自然要違反合同要求,自毀家門。

結語

華為的麒麟芯片算不算國產呢?雖然它用了英國ARM的架構,但我個人認為也是國產自研的芯片。因為蘋果的A系列芯片、高通的8系列芯片、三星的獵戶座芯片用的都是ARM架構,你能說那不是它們自研嗎?

得到架構都能夠得到,因為ARM公司就是靠著授權賺錢的。但是想要在這個架構上進行一系列的設計,做出高性能、低功耗、集成通信基帶等,就非常的困難,因此現在能做芯片的公司並不多。

如果得到授權就能做出芯片,那麼現在的芯片還真是沙子價了!

同時我們也需要看到,要想真正脫離別人的控制,還是需要有自家的核心技術。未來科技企業發展,靠的是擁有的核心技術,大力投入研發不會錯。

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科技晴


麒麟芯片架構是買的ARM的,生產是臺積電代工,那什麼是自己的?現在手機的功能越來越多、性能要求越來越強大,而其核心手機SoC芯片顯得極其重要,且難度也相當高。這也是市場上只有少部分機構才能開發出自己高性能的手機SoC芯片,而不是簡單的購買ARM授權即可以搞出自己的芯片來,不然小米澎湃芯片會已經推出幾代了而不是到現在還不見澎湃S2呢?

ARM有三種授權模式:架構/指令集層級授權、內核層級授權、使用層級授權等。但無論得到哪種授權,要想把購買來的ARM架構直接交給芯片製造商就想坐等芯片出來,安裝上手機就可以使用,那是不可能的!還需要花大量的資金、技術、人力才能最終完成一款可以使用的手機SoC芯片。

從ARM授權得來的只是芯片的主要架構、規範等,其主要是芯片的核心部分,即CPU和GPU。除這兩大部分之外,還需要芯片廠商自己往裡面整合大量的東西,才能搞出真正能夠使用的手機SoC芯片。

除CPU和GPU核心功能之外,比如以下這幾大模塊就得廠商自己搞定:

①基帶、射頻前端。有了這個手機才能夠通信。一塊基帶也有自己的CPU、信道編碼器、自己DSP等等,不是簡單就能夠搞定的。這也是強大的蘋果也有的短板。

②多媒體系統。有了這個東西手機才能使用音頻、視頻等。

③DSP即數字信號處理器。負責處理超大規模並行的數據,手機雙方同時講話、攝像頭圖像、播放器各種音效等。

④傳感器控制中心。

⑤集成在芯片裡的硬件電源管理模塊。

⑥支持AI、GPS、WIFI、接口等等各種功能模塊。

要想設計出一款手機SoC芯片並不是一件簡單的事情。這也就是為何只有像高通、華為、三星等這樣具有相當財力和技術能力的企業才能設計出來,一般企業心有餘而力不足。除此之外還有性能的強大和功能的多樣化,這也是需要相當的實力才能搞出來的,這也就是為何都從ARM處獲取到授權,但各自芯片的性能和功能又有高低之分。


麒麟芯片也是經過多年的發展不停的迭代才有現在的旗艦級芯片,在AI和基帶集成方面具有自己的特殊實力。這可不是簡單的從ARM授權就可以得到的。


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    不僅是華為,還有高通、蘋果等都不製造芯片,而是拿著“設計圖紙”給代工廠(臺積電、三星)做。代工廠有複雜和嚴格的設計規則,華為只要滿足這些規則,就可以確保芯片能夠製造出來。此外,芯片的性能、良品率,主要靠設計者自己保證,要有足夠的設計餘度,增加冗餘。

    半導體公司的分類

    通常情況下,半導體行業的公司,分為三種類型:

  • fablsess(無晶圓芯片設計廠):只是設計芯片,不自己製造芯片,類似蘋果、高通、博通、AMD等這些公司,國內的fabless企業有華為海思、紫光展訊、聯發科等;

  • doundry(代工廠):這樣的公司專門為別人製造芯片,隨著工藝提升到20nm以下,向EUV技術演進,晶體管制程工藝達到了5nm,新一代工藝的投資越來越大,只有少數玩家能夠玩得起(臺積電、三星、intel)等,國內的中芯國際與臺積電還是有兩代差距的;

  • IDM(製造垂直整合):這樣的公司既設計芯片,又製造芯片,最大的就是intel、三星了。

    80年代,半導體行業只有IDM廠商,因此小fabless廠商進入半導體行業的門檻很高,IDM產能過剩時,才會給fabless廠製造芯片。隨著對芯片製造需求量越來越大,1987年成立了世界上第一家純代工廠,就是臺積電。催生了新的半導體分工模式——fabless-foundry模式,fabless公司只是負責設計,foundry負責加工製造。

    代工模式的好處

    ①分擔風險。fabless公司不需要花巨資投建生產線,輕資產,靈活性更高。foundry廠也不用擔心產能過剩,當那些IDM產能不足時,foundry廠還可以提供產能,進一步分擔了風險。

    ②效率高。大家使用通用的工藝進行設計,比如都採用了ARM架構,設計很容易模塊化、IP化。fabless廠可以集中自己的優勢領域,而不用把每個基礎模塊重新設計一便。


    由於fabless-foundry模式的快速發展,很多IDM廠也加入了foundry業務,比如三星。


    總之,華為設計芯片,交給臺積電代工,這是生產模式決定的,並不是臺積電製造的處理器就是臺積電的,正如富士康製造的iphone手機,但iphone仍然是蘋果公司的。


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高通,蘋果,都是基於相同架構魔改!對不?

但是一個高通到現在865,在外掛基帶!

一個蘋果連基帶都沒有!

那你說的公版難道不一樣嗎?

授權,只是給你一個規定的框架,簡單的比方,你造房子,幾室幾廳,這個幾室幾廳好比授權,就是框架的範圍!但是你在這個範圍內,是能做複試結構,躍層,平層,錯層……裡面改幾個臥室,幾個廁所,幾個陽臺……

這才是核心,還有能力!

全世界手機芯片基本都是基於arm的授權,但是真正做出來的芯片又有幾個???

你真以為買來就用?

外行不可怕,可怕的是外行無知還帶節奏……

還有,就臺積電代工問題!補充:

最簡單的解釋就是,你哪怕是全世界最牛逼的建築設計師,你拿出你得獎的圖紙後,去建造的人,也是建築公司,你這個建築設計師在建築方面的造詣,可能還不如一個普通工地的工人……

術業有專攻!!!


kaixinmaju


給你舉個直觀的例子,就好比蓋樓,別人把這個樓蓋幾層蓋多高都設計好了,這就是架構,然後,第一層做什麼,分幾個區域,第二層做什麼,幾個區域,這就是原始代碼,舉個例子,規定了一層負責接待的,至於說可以設置幾個接待處,每個接待處接待什麼客戶,這就是原始代碼,買了,就等於買了一個毛胚房的設計和基本功能分區,買了以後,就根據自己的設計進行分類劃分和裝修,比喻一層接待處,可以做成化工類接待處,鋼鐵類,家電類等等,分好了,就在別人的代碼上進行區分,加上自己的分類功能索引,再進一步分,就是分接待處前臺,領導辦公室,員工休息區,進行再進一步分工細化,這就補充完整一個完整代碼,比如一層,一區一號房間一號員工負責接待化工類新客戶,就可以變成一個代碼比如010101010101…,對應著就是上邊具體到那一個人了,這就是編寫軟件,吧每一個樓層每一個位置具體到某一個點某一個人全部組合起來就成了一套完整的系統軟件,至於從一樓怎麼上二樓別人都給你規劃好了,這樣舉例說明你就明白了吧,華為在幹啥,在裝修房子,細分房間,在安排工作,你不能說會設計樓就一定會設計裝修吧,就是這個道理。臺積電就是在蓋樓,


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華為的海思麒麟芯片不完全是自研的,但是也有它自己的一些東西。

我們知道,目前全球智能手機處理器當中大部分都是使用ARM的處理器架構,包括高通、蘋果、三星、華為和聯發科在內,都是基於ARM架構研發的。

要想問海思麒麟處理器有什麼是自己的,首先我們得來看一下ARM的三種授權方式。目前ARM的三種授權方式包括:架構/指令集層級授權、內核層級授權、使用層級授權三種授權方式。

  • 架構/指令集層級授權,可以對ARM架構進行大幅度改造,甚至可以對ARM指令集進行擴展或縮減。像蘋果和高通就是指令集層級授權。它們可以根據ARM授權的指令集來自研處理器架構,以達到更好的性能。例如蘋果的A7處理器就是首個基於ARM v8架構的研發的。此類的還有高通820、三星Exynos990等獵戶座處理器(2016年後的產品)。華為也取得了ARM v8架構的永久授權。
  • 內核層級授權,即IP層級授權,指以一個內核為基礎,然後加上自己的外設,比如USART GPIO SPI ADC 等,最後形成自己的MCU(單片機)。比如我們常見的Cortex-A76架構、Cortex-A55架構,以及Mali-G76架構等都是屬於內核層級授權。華為的海思麒麟處理器通常使用的是這一層級的授權。
  • 使用層級授權:要想使用一款處理器,得到使用層級的授權是最基本的,這種授權方式你只能根據別人的IP來嵌入你的設計,不能更改別人的IP。用建房子來打比方的話這種方式就是別人無論是房子架構、房間大小和用什麼材料等別人都全部都替你設計好了,你只需要照搬別人設計好的東西做出來就可以了。

華為海思麒麟處理器使用的是內核層級授權,也就是根據別人設計好的架構來做,包括CPU架構和GPU架構都是使用ARM的。但是一顆芯片遠遠不止CPU和GPU兩個部分。

  • 一般來說,一顆Soc集成模塊包括以下幾個部分:CPU(中央處理器)、GPU(圖形處理器)、NPU(神經網絡單元)、ISP(圖像處理器)、基帶、DSP(數字信號處理)、WI-FI控制器、音頻編解碼、IinSE(安全引擎)、協處理器、內存控制器等多個模塊。所以,除了CPU和GPU兩部分以外,其它的都是華為的。華為手機處理器自主部分主要體現在通信基帶、ISP和NPU架構三個方面。

海思麒麟處理器基帶

  • 其實自研通信基帶並沒有那麼容易,從蘋果使用英特爾的外掛基帶、高通865無法集成5G基帶即可看出。海思麒麟處理器基帶是由華為自身研發的通訊基帶,包括此前4G手機的cat18、cat21等等。在麒麟990 5G這一代又集成了新一代的5G基帶巴龍5000,支持SA和NSA雙模網組。華為手機的信號比市面上使用其它處理器的手機信號更好靠的就是它。海思麒麟處理器在基帶方面對比其它芯片具有領先的優勢。

NPU

  • 華為海思麒麟處理器使用了華為自研的達芬奇架構,與此前的寒武紀AI芯片一樣,領先於市面上的其它處理器。其中Da Vinci Core還包含了3D Cube矩陣乘法單元、Vector向量計算單元和Scalar標量計算單元等三個主要單元。保證了海思麒麟擁有更快更強的AI運算能力。

ISP

  • 在ISP方面,華為每一代的麒麟芯片都會研發出新的ISP,這也是保證華為手機能夠完全發揮出和索尼共同研發的imx600系列傳感器實力的硬件基礎。華為自P9那一代,就已經研發出了可應用於彩色、黑白相機模組的雙ISP。所以這也是海思麒麟處理器自研的一個方面。

其實對於華為自研的部分還遠遠不止這些,像金融級別的inSE安全引擎加密芯片、智核ix(x為阿拉伯數字)協處理器等等都是華為自主研發並且集成於麒麟9系列處理器上的。所以,海思麒麟處理器遠不止ARM上的CPU和CPU這兩樣東西。

其實,即使是有了ARM的內核層級授權也還不一定能夠研發出自己的芯片。一個芯片研發團隊的能力也是非常重要的,比如晶體管數量要多少、怎樣使功耗和性能協調達到最優、芯片內總線連接這些都是需要芯片研發團隊來做的。小米澎湃芯片出現的耗電快、發熱嚴重、網絡不穩定等問題就是芯片研發團隊能力不足的體現,並且澎湃芯片也是經過數次流片失敗才艱難量產成功。所以,並不是說給你一個ARM內核就一定能夠研發出可以正常跑起來、且高效工作的SOC。

從芯片研發到量產的過程中,芯片研發團隊還要經過可靠性IP論證、工程化驗證等過程才能夠最終將處理器交付給臺積電來生產。芯片的研發過程可以用萬里長征來形容。

除了這些方面,還要講一下的就是華為已經取得了ARM v8架構的永久授權,即便是迫於某些原因ARM不再授權指令集給華為,華為也仍然可以自主研發處理器。該授權實際上還隱藏著架構/指令集層級授權的內容,也就是說取得了指令集層級授權之後,華為也可以像蘋果和高通一樣研發自己的處理器架構了。

從手機廠商發展的方向來看,目前全球前三的手機廠商只有華為的處理器架構(內核)還不是自研的,而像蘋果和三星都是採用自研的處理器架構。所以,實現處理器的完全自研應該是手機廠商發展的方向,到時候華為將會有更多自主研發的東西。近期華為也傳出了自研GPU的消息,但是,是否真的實現了GPU架構自研還得靠時間來論證。

總的來說,海思麒麟處理器並不是完全自研的,但是華為也有在通信基帶、NPU方面自己研發的東西,並且未來還將進一步做到完全自研。

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