注重产业生态、安全机制，飞腾部署下一个五年计划
2020-01-08 来源：多智时代
毛烁（《电子产品世界》编辑，北京100036）
根据IDC预测数据，由于云计算需求旺盛，推动服务器快速增长，服务器芯片市场规模也持续增长。2015年中国服务器芯片市场规模约为155亿元，预计2020年达到360亿元，年复合增长率约为18%。（如图1）
飞腾作为目前国产ARM服务器芯片的主要厂商。与华为一样获得了ARM指令集架构的永久性授权，目前其内核也是自主设计的，可以实现自主可控。从基于ARM架构的具体部署和业务进展维度看，天津飞腾发展较早，目前其产品线布局、商业化和生态已成熟，产品已经覆盖了高性能计算CPU、服务器CPU、桌面CPU和高端嵌入式CPU。
2019年12月19日，天津飞腾首届生态伙伴大会在北京举行，《电子产品世界》受邀参会，飞腾总经理窦强总结了过去20年公司的发展，并介绍了公司未来五年的发展规划。
1 砥砺20载，飞腾终腾飞
飞腾技术的演进迄今已经历了20年时间，自第一颗处理器在1999年研制成功到2019年7月最新的新4核处理器研发成功且投入应用，其中历经诸多变化，工艺从最早的0.35μm及14 nm供给，到7 nm工艺，规模从几万的晶体管到上百亿的晶体管，其中历程繁多。然而，飞腾始终坚持不断努力掌握自主核心技术，为我国的IT产业作出贡献。
历经20年的发展，飞腾实现从体系架构、微架构、逻辑设计、物理设计、版图、封装设计等方面自主掌握核心技术。其产品从0.35μm到14 nm的工艺规模有了很大的提高，由原来的单一产品演变成高性能的服务器、高效能桌面及高端嵌入式等多个产品的谱系。
自2014始，飞腾的产业化工作迈上新的快车道。产品方面，16核、4核及新的产品也取得很大进步，2018年整体销量超过20万片。自2019年开始以至未来，飞腾希望抓住IT产业发展的重大机遇，实现快速发展，从小众市场到大众市场以至于公众市场。
2019年，飞腾在技术产品研发方面取得了很大进步，新一代4核桌面处理器FT-2000/4已经实现量产，整体备货接近百万片，芯片采用16 nm工艺，主频从2.6GHz到3 GHz，功耗约为10 W。芯片性能方面，与飞腾1500A/4相比提升超过2倍，功耗降低1/3，功耗从15 W降低到10 W左右，芯片内置安全机制，支持安全框架1.0标准。尽管基于新4核的流片时间不长，但在短短5个月的时间内已有57款各形态的整机在研制甚至实现量产。
目前，飞腾在OEM厂家、ODM厂家、嵌入式厂商、网络通信、安全厂商以及存储厂商方面的合作伙伴大幅增加。2018年，其整机涉及数量新增410个方案且取得150家软件商的兼容认证。
2 加强CPU领域安全部署
安全可信始终是信息系统最基础、最核心的目标，随着国产信息系统建设不断深入，实现系统的安全可信已经成为迫切的现实需求。
基础处理器芯片的安全属性和功能对系统安全性起到至关重要的决定性作用。飞腾致力于自主处理器的研发和推广，以打造高性能国产安全处理器为重要目标，为固件、整机、操作系统、应用等软硬件厂商提供安全的基础处理器产品，并助力安全可信应用的落地实现和推广。
安全可信处理器是一个完整的安全体系，需要从体系架构和软硬件总体上去定义和设计。为了安全可信应用的真正落地，必须联合生态圈内相关企业，基于稳定清晰统一的处理器安全平台架构规范进行研发、适配和推广。通过遵循统一的安全规范，可以充分发挥生态圈上下游厂家的合力。
为了统一安全可信处理器的属性和功能，规范软硬件厂商的接口，飞腾推出了安全处理器平台架构规范(Phytium Seurity Patom Achitctur)。PSPA定义了芯片安全相关的软硬件规范，目前推出的是1.0版本。PSPA1.0从十个方面定义了安全处理器中涉及的软硬件功能和属性。通过遵循该规范，既可以使安全处理器的定义和实现有规可循，避免安全短板，支撑全方位的系统安全；又可以给生态圈中各厂商提供清晰规范的软硬件接口定义，助力生志圈中各企业安全产品的实现和推广。
窦强提到，自主研发的CPU不等于安全，除了自主设计、正向设计之外，必须要考虑的是如何把安全机制融入到CPU，同时融入到整个安全框架中。飞腾考虑设计在CPU中融入整个安全系统，可信计算3.0部署。同时飞腾会在内部形成内生机制，与合作伙伴一起制订完善中国特色CPU安全架构规范。
3 云计算、嵌入式领域
飞腾高性能服务器CPU主流产品是2017年量产的FT-2000+/64，集成64个飞腾自研FTC-662核，16 nm工艺，主频2.0-2.3GHz，典型功耗100 W，峰值性能588.8 GFlops，可以胜任大规模科学计算、云数据中心应用，性能与Intel Xeon E5-2695V3系列芯片相当。飞腾上一代产品为2014年量产的FT-1500A/16，集成16个飞腾自研FTC-660核，28 nm工艺，主频1.5 GHz，典型功耗35 W，应用于办公业务系统服务器、云计算中低端服务器，能够胜任事务处理、WEB服务、数据中心存储等业务，性能与Intel Xeon E3系列芯片相当。
飞腾高效能桌面CPU主打产品是2019年量产的F-2000/4，集成4个飞腾自研FTC-663核，16 nm工艺，主频2.6 GHz ~3.0 GHz，提供了丰富的接口，安全机制更健全，支持待机和休眠，典型功耗仅有10 W，且可以通过“减核”、“降频”的方式用于嵌入式系统。整体性能与Intel Core 15系列芯片相当。飞腾上一代芯片为2014年量产的FT-1500A/4，集成4个飞腾自研FTC-660核，28 nm工艺，主频1.5 GHz ~2.0 GHz，典型功耗15 W，主要应用于办公业务系统桌面终端，可以胜任日常办公、图形图像处理、音视频处理等业务，性能和应用体验与Intel Core i3系列芯片相当。
飞腾在服务器芯片方面具有较好基础，对芯片产业的支撑较为完善，整体芯片接近SMP架构，各环节方针延迟均衡，对软件优化和云计算负载较为有益。未来飞腾会在云服务器芯片领域加大力度实行优化，进一步加强单核性能。同时也对于虚拟化性能进行持续的优化。不仅如此，飞腾会支持面向机器学习和人工智能更加有效的计算固件，如SVE向量计算能力、INT8、FP16等。
此外，飞腾的片内存储仍会保持均匀对称的存储层次，同时具有低功耗及充盈的带外管理。据窦强透露，飞腾的多路芯片已经研制完成，2020年将再推出一款面向云计算更加高效的芯片。
飞腾高端嵌入式CPU是FT-2000A/2，集成2个飞腾自研FTC-661核，主频10 GHz，典型功耗3 W，主要应用于嵌入式工业控制领域，也用于瘦客户机等设备。性能显著优于PowerPC 8640等国际主流嵌入式CPU。
嵌入式方向，面向众多领域的工业控制需求量较大，未来嵌入式场景增多，各领域需求不同。飞腾会面向各个场景研制边缘和端领域的嵌入式产品，在可靠性、快速启动、低功耗、高安全以及实时性方面，不断按照用户需求进行改进，实现真正的按需定制。
4 以开放、合作、共赢建设产业生态
生态发展方面，飞腾主要致力于开放、合作、共赢三个方面。飞腾作为独立发展CPU的研发企业，会对所有合作商一视同仁平等对待。此外飞腾会对合作伙伴开放所有相关参考设计的资料和文档，且不断完善提高服务质量。例如行业典型解决方案、飞腾主硬件参考设计资料、软件开发手册、Bios及OS的代码。
飞腾目前已经与众多国内外知名厂商开展合作，包括ARM、GCC、Linaro等，一起来建立一个共建繁荣开放的国际生态。飞腾表示其保证核心业务是芯片业务，整机、软件方面，飞腾会支持服务合作伙伴。
另外，未来是一个高速发展和高速扩张的时期，关于利益问题，在有需求的情况下，飞腾会发挥其上游厂家的地位优势，统筹各方的利益诉求，做好在新市场的协调。
5 政务、金融、交通领域应用
政务方面，飞腾在系统性实现创新安全云平台和一体式办公平台。通过飞腾平台+麒麟OS+腾讯云架构实现业务向云环境迁移。为智慧决策提供统一大数据支撑。支持业务软件快速部署、迭代升级。
飞腾在金融领域实现了第一个国产化应用，完成了建设银行商密办公系统的构建，据透露2019年正在进行办公系统迁移和业务系统迁移方面的合作。此外，飞腾还推出了金融工控机、征询查询机等。
交通方面，飞腾携同国内诸多相关厂商布局继电保护、DCS应用、核电仪控及信息化方面。
同时，与包括中国铁科院、通号建设集团等在列车控制、车载网络、牵引传动、自动售检票等方面开展生态合作。
6 未来发展战略
飞腾提供未来万物互联时代从端到云所需要的各种通用和专用计算算力。在传统的服务器、桌面、嵌入式微处理器不断迭代的现状下，继续满足用户的新需求。未来几年在新兴领域，飞腾按节奏着手布局IoT端、边缘计算、汽车电子领域的处理器芯片。AI计算方面，飞腾预计定制异构计算。
飞腾IT产业的核心掌握在国外芯片软件巨头手中，外商为飞腾提供定制化更改是不现实的。为助力国产CPU时代，飞腾提供定制化修改服务。在安全方面，飞腾与国内众多企业包括芯工所一起定制国产安全的硬件机制和上层软件支撑。
飞腾会面向重大行业和应用背景推出细分解决方案。5G通信方面，除芯片定制之外，飞腾与合作厂商也在着手全系统的一体化优化，用户系统的最终功能需要通过软硬件实现，故而一体化的解决方案需要通过提升系统整体效率和体验。例如在电力系统方面，需要应用软件优化以及面向安全场景的软硬件系统优化。
在研发方面，飞腾希望与生态合作伙伴一起实现。在AI计算方面，飞腾在应用相关引擎以及芯片的设计验证工具领域已经开始耕耘。
7 使命、愿景、发展理念
飞腾专注点聚焦在信息系统核心芯片上，包括GPU专用计算的芯片，以芯片支撑国家信息安全和产业发展。飞腾希望成为世界一流的芯片企业，利用中国芯服务社会，缩短与国外的差距，达到真正的核心技术自主创新。窦强表示：“产业生态的开放联合对于我国CPU企业发展非常重要，我们希望厂商选择更开放的道路与合作伙伴。”
本文来源于科技期刊《电子产品世界》2020年第01期第21页，欢迎您写论文时引用，并注明出处。
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