稿源:人民网 编辑:高志翔 2024-06-03 12:57
随着数字时代飞速发展,嵌入式CPU成为赋能各个领域转型升级的关键钥匙,其重要性越来越高。
近年来,国内一些关键基础行业重点企业纷纷寻求以自主安全的“中国芯”产品对关键设备进行升级改造。然而,我国高端嵌入式CPU市场占有率较低,在先进工艺、设计能力等方面与世界一流产品之间仍然存在一定差距。
如何在短时间内研发出一款安全可控、算力强劲、功耗较低的高端嵌入式芯片,满足国内各种不同应用场景客户需求?这个艰巨的任务落到了国产CPU研发设计核心团队之一的飞腾信息技术有限公司身上。
“这是一款典型的‘以需求牵引研发’的产品。”回忆三年前飞腾腾珑E2000芯片的研发过程,负责嵌入式前端设计工作的周逸飞给出了这样的总结。
飞腾腾珑E2000芯片。受访者供图
当时,研发团队收到的客户需求分散在交通、电力、能源、金融等各种不同领域,不同行业在性能、接口等方面的需求差异非常大。怎样通过一款芯片满足千行百业的需求,国内没有现成的经验,只能“摸着石头过河”。
经过无数次的研讨、论证,飞腾研发团队在芯片架构上进行了重大创新,首次在飞腾系列CPU中引入了“柔性架构”。“这就相当于造一套房子,我们在设计阶段就根据不同的客户功能要求,画出了不同的‘设计图’。”周逸飞通俗地解释,“每一个房间都设置了单独的开关,根据功能需求的不同可以随时打开或关闭,在满足不同需求的同时,还大幅降低了功耗。”
看似简单的技术创新,在实际研发过程中却是困难重重。从事嵌入式后端研发工作的朱珊珊介绍说,之前一个芯片往往只需要几个电源域,采用这种“柔性化”设计后,一个芯片需要几十、上百个电源域,换算成更小的开关单元的话,就需要几十万个。这给他们设计的复杂度带来了指数级的增长。
然而,重点客户的迫切需求箭在弦上,国家数字化转型的步伐更是不能止步。
飞腾公司迅速组成攻坚小组,赴海南开展了两个多月的集中封闭式技术攻关。期间,他们累计完成了30余次关键技术试验,开展了10次系统理论培训,攻关了400多项关键性任务……周逸飞至今对那段日子记忆深刻,“每天都在跟时间赛跑,每分钟都恨不得掰成几瓣用!”虽然面前有无数困难险阻,但“飞腾人”拧成一股绳、铆足一股劲,以功成必定有我的信心、决心,向“国之重器”的科研目标发起了冲锋。
2020年12月,飞腾腾珑E2000正式立项;2021年2月,前后端设计完成;2021年8月,首次投片;2022年8月,正式发布并量产……2023年,飞腾腾珑E2000先荣获了2023中国IC设计成就奖,又在中国电子信息博览会中荣获金奖。这也是飞腾系列CPU芯片中最小、最轻的一颗。
眼下,飞腾腾珑E2000已经走入了千行百业。比如,天津地铁11号线全线基于飞腾腾珑E2000开发的AFC自动售检票系统在天津地铁整段投入使用。再比如,广州公交基于飞腾腾珑E2000上线了国内首套从端到云的全信创智能公交系统……
芯片作为数字时代的算力底座,已经成为改造提升传统产业、培育壮大新兴产业、布局建设未来产业的基石。面向未来,中国电子首席科学家、科技委副主任,飞腾公司首席科学家窦强表示,飞腾公司将落实落细集团公司战略部署,锚定打造国家网信事业核心战略科技力量战略目标,坚持核心技术自主创新、产业生态开放联合,加速提升国产芯片的算力水平,全力培育、发展新质生产力,不断丰富“中国芯”应用场景,为数字中国和中国式现代化建设作出新的更大贡献。