華米智能手表芯片的意義:中國芯片的崛起
華米AMAZFIT運動手表除了擁有上述特性外,還搭載了中國處理器公司自主設計的芯片——君正M200,雖然在小米之前,已經有不少公司采用了君正的芯片用于智能穿戴產品,但大多是小打小鬧。
本文引用地址:http://www.j9360.com/article/201609/310177.htm8月30日,小米生態鏈企業華米科技在北京召開了秋季新品發布會,推出了華米AMAZFIT運動手表。這款定位于專業運動手表的產品,內置4GB閃存,有別于目前市場上的智能手表,不論是內置GPS、藍牙聽歌還是超長續航,所有的功能參數和工業設計都是為了更好地為運動服務,799元的售價僅為其它相似功能運動手表的1/4。
雖然在小米手表之前,國內商家推出了不少可穿戴產品,但其中最關鍵的芯片和軟件大多是國外產品。例如,華為Watch用的就是高通的ARM芯片方案和谷歌的安卓系統,在核心技術方面乏善可陳。華米AMAZFIT運動手表除了擁有上述特性外,還搭載了中國處理器公司自主設計的芯片——君正M200,雖然在小米之前,已經有不少公司采用了君正的芯片用于智能穿戴產品,但大多是小打小鬧。而本次君正芯片被小米采用,是君正M200首次被有影響力的大公司所采用,而小米也借此一舉實現在智能手表上實現芯片自主化。
北京君正的前世今生
要訴說北京君正的前世今生,就離不開一個人——倪光南院士。
當年,聯想前總工程師倪光南在與柳傳志因“技工貿”、“貿工技”的分歧鬧翻后,被柳傳志排擠出聯想。但倪光南不放棄設計中國國產芯片的理想,帶著一只技術團隊找投資人打算重啟芯片設計。
后來,倪光南找到李德磊,由李德磊出資,國家也配套出一筆錢,開始了方舟1號芯片的研發。2001年方舟1號的成功研制,激勵了國家對“方舟2號”芯片的信心,名目繁多的國家專項資金砸向方舟科技,比如 “863項目”、工信部(當年可能還是叫信產部)的科研項目。
倪光南還通過自己的人脈給方舟公司拉來了第一個客戶——北京裕興科技公司。出于對倪的信任,裕興科技投入上百萬元,棄英特爾投向方舟芯片陣營。可事不如人愿,因為投資人在經營理念上與倪光南有沖突,方舟公司還是破產了……
雖然方舟死了,但是倪光南通過方舟芯片項目鍛煉了隊伍,培養了一批IC設計人才,這些人接過方舟芯片的遺產,繼續接著做國產CPU的研發設計,于2005年成立北京君正公,為實現中國芯的崛起而努力奮斗。
指令集和微結構
君正和龍芯一樣采用mips指令集,君正和龍芯同屬于MIPS陣營,龍芯更富有理想化,走的是獨立自主路線,龍芯的指令擴展、編譯器開發、微結構設計、SOC集成、操作系統開發、軟件生態構筑、產業聯盟建設都要自己做。
而君正在很多方面要比龍芯“靈活”很多。
比如積極與MIPS公司接洽,購買MIPS32指令,并共同構建MIPS生態。積極與Imagination公司合作,而Imagination又拉來了谷歌,使君正自己擴展了MXU多媒體指令集被谷歌官方的開發工具直接原生支持……這些舉措不僅使君正能夠使用Imagination的PowerVR,還使君正夠獲得了原生安卓的支持。
又如君正積極和騰訊合作,君正的智能手表inWatch T就搭載了TencentOS。再比如最近和三星合作,使君正產品能夠獲得三星正在推廣的Tizen系統的支持。
雖然這種做法有對國外廠商產生了依賴這種做法會有對國外廠商產生依賴的風險,但大幅降低了技術門檻、資金成本和時間成本,能夠比較順利的市場化、商業化。就在龍芯死死瞄準桌面芯片和Intel死磕的情況下,更加富有商業氣息的君正卻緊盯市場,牢牢把握市場發展方向,在MP4、復讀機、點讀機、學習機以及考勤機等產品中都可以看到君正的身影。
自2006年至今,君正的XBurst微結構更新經歷了四個階段:
第一個階段是基于MIPS II指令集,產品有Z4720、Z4730、Z4740、Z4750。
第二個階段是基于MIPS II指令集并加入了VPU解碼核,產品有Z4755和Z4760。
第三個階段增加支持MIPS32指令集并增加支持FPU,產品有Z4760B和Z4770。
第四個階段重新設計的九級流水線(原來是八級)并增加同步多核支持,產品有Z4780和M200。
因為君正認為這四次更新微結構都不是顛覆性的進步,因此都叫XBurst。目前,進一步降低功耗的XBurst0微結構以及更好性能的XBurst2已經完成研發,正在準備投入商用。
XBurst具有比較高的性能功耗比,根據發燒友實測,在GCC編譯環境下,1G主頻的XBurst SPEC2000測試,整數為190分。而根據君正官網的數據,使用40nm LP制程工藝下的XBurst功耗為0.07mW/MHz。雖然XBurst性能非常有限,但其超低功耗和比較高的性能功耗比確實是一個亮點。
君正M200相對于ARM的智能穿戴芯片有著一定優勢
雖然國內ARM陣營的IC設計公司也推出了自己的物聯網芯片和可穿戴芯片,但都是購買ARM的微結構集成SOC的產品,比如Cortex A內核、Cortex M內核,談不上自主知識產權。
而北京君正是國內最早專注于可穿戴、物聯網領域的本土IC設計公司之一,最大的特點就是超高的功耗和較高的性能功耗比,君正的XBurst動態功耗是市場同類平臺的三分之一,采用君正芯片的產品整機待機功耗是同類平臺的二分之一。
以用于可穿戴和物聯網的M200為例。M200采用大小核設計微結構為XBurst,采用40nm制程,32位XBurst雙核設計,大核1.2GHz,小核300MHz,功耗為0.07mW/MHz,內置語音喚醒引擎,支持3D圖形加速,720p攝像壓縮以及語音喚醒功能,支持MIPI圖像顯示和采集接口,同時具備ISP圖像處理功能,存儲器接口支持LPDDR2。M200BGA封裝尺寸僅有7.7*8.9*0.76mm,芯片厚度只有0.76mm,“嬌小”的身材使它適用于任何可穿戴設備。
M200芯片方案最大的優點就是續航,在采用了M200的Ingenic Glass 和Google Glass的數據對比中顯示,在續航、發熱、溫度、尺寸和成本上,Ingenic Glass都更勝一籌。
在智能手表上,采用君正M200的產品往往擁有更好的續航能力,以華米AMAZFIT運動手為例,相對于蘋果手表不足1天的續航續航能力,以及華為手表2天的續航時間,在280mAH大容量鋰聚合物電池的配合下,華米AMAZFIT運動手表擁有11.6天的最大續航能力——君正自主設計的XBurst在智能穿戴產品上的低功耗優勢盡顯。
也正是因此,在小米采用君正M200芯片之前,inWatch T、銳動X3、GEAK Watch II、CoolGlass ONE、眾景智能眼鏡、果殼的第一代智能手表、土曼一代、土曼二代智能手表等產品采用君正的芯片方案。
開創了商業公司與自主芯片公司合作的范例
一直以來,中國芯片市場大多被國外公司壟斷,每年芯片進口費用超過石油進口的所耗費的資金。其實,中國并不是沒有性能優異的CPU,比如申威26010被用于神威太湖之光在TOP500刷榜,飛騰2000在性能上基本追平Intel E5服務器芯片,龍芯3A3000的性能完全能夠滿足黨政軍辦公普通用戶的日常使用……除了軟件生態方面的原因之外,真正讓國產芯片絕跡與市場的在于科研單位或自主芯片公司與作為整機廠的商業公司缺乏聯系與合作。相對于采用國產CPU,國內的整機廠更加愿意采用國外芯片,這就導致自主研發的處理器即便在性能上完全能夠滿足基本需求,也很難打入商業市場。
其實,自主芯片并非沒有商業市場,也并非只能靠政府輸血過日子,龍芯和君正都已經用實踐證明了這一點。另外,就在不久前,有韓國人向筆者的朋友買了他做的JDI調試器,筆者猜測這很有可能是一家具有底層開發能力的公司,否則不做底層開發的話JDI調試器是派不上用場的,而一般有底層開發能力的公司應該不會是作坊式的小公司。筆者猜測,很有可能有韓國公司也對君正的芯片感興趣。
本次小米公司與君正公司的合作,則是商業公司和科技公司合作的有益嘗試,一方面使小米擺脫了過去組裝廠的惡名,使小米智能手表在技術自主化上傲視群雄,而且由于君正M200的優異性能,可以使小米智能手表相對于那些ARM解決方案的智能手表取得在續航能力上的巨大優勢。另一方面也帶動了君正公司的發展,使北京君正公司有了一個大客戶,間接助推了自主處理器公司的發展。
在此,筆者祝愿這種商業合作模式能夠延續下去,而且在小米與君正之外,也能更多地涌現。
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