【转】关于兆芯KH-40000的全新自主微架构
关于兆芯KH-40000的全新自主微架构
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最近guee在贴吧，B站，知乎等地散播关于兆芯官方所说的全新自主微架构是来自Centaur团队的CNS内核的谣言，因此发这个贴子特别说明一下。
兆芯KH-40000的全新自主微架构是兆芯国内团队所设计，Centaur团队的CHA是由原威盛旗下的Centaur团队所设计。
这两个设计团队之间的关系和历史渊源：兆芯设计团队的起源来自于原威盛的大陆设计团队，2010年威盛将其X86设计带到了大陆，交由大陆团队研究，2013年兆芯成立后威盛大陆团队整体并入兆芯成为兆芯设计团队并扩招人员，这支由兆芯总工王惟林带领国内设计团队，承接过核高基专项，目前约500人左右。
根据兆芯历史上的描述，兆芯曾经维持约100人的海外团队，主要是负责技术创新预研。从专利方面来看，兆芯在2015-2017年之间有较多专利来自Centaur团队的成员。因此可以合理猜测，兆芯当时所说的海外团队，应该是Centaur团队。从威盛时期到兆芯的前几年，这两个设计团队之间应该是会交流协作的，在兆芯国内团队进行技术消化吸收的前几年，利用一下海外成熟团队无可厚非。从2018年之后兆芯的专利申请开始变成以国内团队为主，近几年兆芯的微架构方面的专利，均来自于国内团队之手，由此可见2018年之后兆芯国内团队具备了完全独立设计CPU的能力，从引进吸收过渡到了自主创新发展的阶段。兆芯团队在掌握X86 CPU的设计技术后，不再采用Centaur的内核设计也完全合情合理。
2019年，Centaur团队公布的CHA这颗芯片，为8核CPU+ AI协处理器NCORE部分所组成。在这颗芯片公布后不久，兆芯在其官方网站上发新闻声明其下一代产品KH-40000和KX-7000均采用全新自主微架构。其意思很明显，兆芯KH-40000和KX-7000的自主微架构和当时的Centaur的CHA不是同一个微架构。下面是当时的兆芯官方新闻：
2022年，兆芯KH-40000终于发布，最高32核，比原定的推出时间晚一年左右，官方公布的其架构代号为“永丰”。
兆芯KH-40000与Centaur CHA微架构上最直观的区别是缓存结构不相同：
Centaur CHA ，一缓为32K指令缓存+32K数据缓存，三缓16M x 1
兆芯 永丰加构，一缓为64K指令缓存+32K数据缓存，三缓8M x 4
Centaur CHA ，通过环形总线互联8核，8核都可以访问共享的16M
兆芯 永丰加构，每4核为一簇，每簇内共享8M三缓，16核为四个簇互联在一起所组成。这种设计的互联效率不如Centaur CHA的环形总线互联高效，三缓只能簇内共享不能所有核心全部共享（类似zen1,zen2），但是兆芯的设计里塞下了更多的16个核心。
指令集的支持上，Centaur CHA 支持AVX 512f，兆芯永丰架构不支持AVX 512f但支持兆芯自主扩展的sm2,sm3,sm4国密算法加速指令等。
以下是geekbench5数据库里的信息，可以看到两个微架构在缓存结构上的明显不同。
再通过Geekbench的子项分数来看，两个微架构的差别很大。在总体单核得分非常接近的情况下，21个子项目里面，有10个子项的分差别超过10%，占比为48%，有7个子项分差超过20%，占三分之一，两个子项目分差超过60%。通过这些也可以看出来兆芯的永丰架构和Centaur的CHA之间存在较明显的差异。
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1楼
2022-11-09 23:57
IP属地:广东
2020年兆芯收购威盛X86知识产权的原因，之前根据合资协议，兆芯可以免费使用威盛的原来的基础技术，在这个基础上创新发展出来的产品的知识产权归兆芯所有。但是随着中美关系的紧张，这种模式具有一定的风险，（例如联电在美国威胁之下单方面退出与福建晋华的合作）。因此兆芯买下VIA的基础技术的知识产权，既能防范风险，也能使兆芯拥有其产品的完整的知识产权，毕竟用钱买下来后的知识产权是完全属于兆芯自己的，是完全可控的。威盛在2020年宣布将X86，芯片组等知识产权出售给兆芯后不久，2021年也将Centaur设计团队打包出售给英特尔，新闻中特别提到此交易不包含任何有形或者无形的固定资产。至此，威盛交其X86知识产权交由共合资公司兆芯，设计团队出售给英特尔，其自身不再保留任何X86芯片的设计业务（实际上从2013年兆芯成立后威盛就没有正式发布过任何一款X86芯片，都是兆芯这边在发布和经营）。
兆芯成立至今已经过多轮增资，威盛累计投资到兆芯约8700万美元，占股约7%左右，其余均为境内股份，控股股东为上海国资。
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2楼
2022-11-09 23:57
IP属地:广东
清晰明了，虫粉好可怜，只能靠造谣与污蔑苟且偷生，没事骗骗小白
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4楼
2022-11-10 08:13
来自Android客户端
IP属地:湖北
谣言有一石的话，小g独占八斗!
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5楼
2022-11-10 08:20
IP属地:安徽
兆芯产品的Family ID继续采用"CentaurHauls"原因是为了兼容性，guee为了抹黑兆芯，说成兆芯里有人说采用这个Family ID为了优化，然后自己再一通测试反驳让人以为是兆芯在说荒，这个自己树个靶子自己批斗的抹黑手段也是高明的，不了解的看客都会相信他的这种表演。guee作为一个程序员，说兆芯无法改动Family ID这种表面东西明显是明知故黑，没有什么道德可言。
真实原因是：windows XP,windows 7,windows8等历史版本64位windows系统启动中有一步需要检查厂家认证清单，兆芯继承使用VIA的认证过的清单名称Centaurhauls才能通过这一步。兆芯也有采用"ShangHai"作为Family ID的产品，但是这样的产品无法兼容64位的windows，启动时报错，但是可以兼容32位的各种版本win和64位的linux。据说最新的windows 11已经取消了这个兼容性清单，采用Shanghai作为Family ID的产品也可以安装win11 64位。
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6楼
2022-11-12 14:55
IP属地:广东
如果辨别兆芯的产品是采用自主微架构，其实也很简单，通过family ID就可以看出来。使用半人马团队的内核的产品，都是采用Family 6。
兆芯刚成立时的产品，ZX-A和ZX-B是国内团队对以赛亚的复现和国内流片版本。
ZX-C是将原来的定制电路升级为半定制电路，升级28nm工艺，重新设计FSB接口，对访存单元进行了重新设计等，设计了全新的L1/L2访存控制单元，优化访存性能等工作，这也工作也只能算是少量优化。
CHA001是半人马团队设计的内核，其ID里面也是Family 6。
兆芯在KX-5000的宣传中提到了全新内核，有国外媒体的进行专业的评测分析也证明了这一点，认为五道口和以赛亚是一个有着相当大的区别的微架构。
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7楼
2022-11-12 15:41
IP属地:广东
-yuto-: 总结就是：family 6是centaur团队的设计的内核，family 7是兆芯团队设计的内核
2022-11-12 20:52回复
我也说一句
国外有媒体对上一代的陆家嘴架构进行了专业详细的分析，结论是这不仅仅是一个换了皮的以赛亚（guee的说法），确实是一个有着显著不同的设计。
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这个新内核啥时候会进入消费端
不能共享L3的话，多核效率可能不如申威sw1621
楼主有没有兴趣提供个机器远程测试对比下sw1621
国内的龙芯，兆芯都是四核共享三缓的水平。
8核环网共享三缓模式，AMD到zen3才实现。Centaur的CHA也实现了8核环网共享三缓模式，可见该团队的设计水平比较高，比兆芯的互联设计效率更高。鲲鹏虽然也是32核共享32M三缓，但三缓位为四核簇外，三缓延迟比较大。
目前真正完美实现32核级别完全共享三缓的只有英特尔的MESH互联设计。
KH-40000是兆芯的自主微架构，CHA是半人马团队设计的微架构。兆芯和Centaur的一缓，三缓都不一样。基础技术应该是共享的，最后一个是兆芯北京团队的完成的代码设计，一个是半人马团队的完成的代码设计，另外就是兆芯团队设计的微架构内部单元的ALU什么的都是国内设计的。永丰的IPC和CHA确实很接近，都是zen或者SKL的水平，但是子项的分数的差异还是比较明显。
KX-7000永丰改据说有惊喜，包括IPC提升和频率提升等，当然飞腾D3000，龙芯3A6000也都有惊喜，最后看三家的实物规格。
说兆芯微架构是靠Centaur设计的人，等永丰改和再下一代出来，看他们还会怎么说，总不会是英特尔在帮兆芯设计了吧
兆芯是没有二缓的吗
看了下原来贴吧的原文翻译，威盛的X86是2018年前的指令是交叉授权，不用交钱随便用，后面发展的各凭本事，而且说不能阻止威盛合资合并。兆芯是合资的，威盛以X86入股，后来兆芯买了威盛的x86专利使用权，intel应该没有法律依据弄兆芯，即使威盛撤资，兆芯应该也可以使用威盛X86。当然如果哪一方以国安为由，所有商业行为都可推翻。
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16楼
2022-12-06 22:28
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IP属地:重庆
-yuto-: 这个是在故意找茬的，投资方最清楚英特尔与威盛之间的签署的交叉授权协议的细节，兆芯成立时当初威盛也投入了5亿多的现金。兆芯实际是合并了威盛的X86业务，兆芯成立后威盛就不再出X86了，全由兆芯在经营。Centaur只是设计团队，后面也卖掉了，威盛的X86业务完全合并到兆芯了。
2022-12-6 23:18回复
我也说一句
不要脸那也没办法，商业上不行，就上安全招，比如华为，国内几家人家要硬说你用了美国技术哪怕0.1%你也没招。所以还要看后盾强不去。
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17楼
2022-12-06 22:33
来自Android客户端
IP属地:重庆
商业上讲，现在兆芯是没有任何问题的，现在是合资，X86剥离到兆芯，其他相关使用权已经买了。如果怕撤资，威盛剥离X86给威盛上海，然后与兆芯合并最好。
