第86章 研究院的第一次匯报(1/2)
三月七日凌晨三点,深圳。创新大厦十二层东侧,浩宇基础研究院的专用会议室。这层楼是两个月前新租的,墙壁还没干透,空气里有新鲜油漆和水泥灰的味道,混合著深夜的湿冷,钻进人的鼻腔,带著一种未完成的、毛糙的寒意。
会议室不大,三十平米,中间一张深灰色长桌,能坐二十人,但此刻只坐了五个人。林浩坐在主位,对面是陈薇。陈薇两侧坐著两个男人,一个四十出头,戴著无框眼镜,头髮一丝不苟地向后梳,是前贝尔实验室晶片架构师赵安;一个三十五六,穿著皱巴巴的格子衬衫,头髮乱得像鸟窝,是台湾联发科挖来的模擬电路专家李振华。长桌尽头,靠墙站著一个年轻人,是陈薇的博士生助理小王,负责操作投影仪。
窗户全闭,厚重的遮光帘拉得严严实实。唯一的光源来自投影仪,惨白的光束打在墙壁的幕布上,照亮上面密密麻麻的图表、公式、架构图。空气里有种近乎实验室无菌室的凝滯感,和一种更深的、类似手术开始前的紧张。
“开始吧。”林浩开口,声音在寂静中很清晰。他已经连续工作了十六小时,眼睛里血丝明显,但眼神很定。
陈薇点点头,站起身,走到幕布旁。她今天穿了件深灰色的衬衫,袖子卷到手肘,没化妆,脸色在投影光下显得有些苍白,但眼睛亮得灼人。她拿起雷射笔,红点落在幕布第一页的標题上:“星核(starcore)指令集架构与soc设计路线图(闭门匯报版)”。
“过去四个月,”陈薇开口,声音平稳,但语速很快,像在压抑某种情绪,“我们组建了一个十五人的核心团队。架构组七人,由赵安负责,包括三名海归——斯坦福博士、伯克利博士后、剑桥硕士。电路组五人,由李振华负责,包括两名从贝尔实验室挖来的模擬和射频专家。验证组三人,暂时由我兼管。所有人签了保密协议,背景乾净,没有竞业限制。”
她翻页,是一张组织结构图,每个名字后面是简短的履歷。林浩的目光快速扫过。斯坦福博士专攻超標量流水线,伯克利博士后做缓存一致性协议,剑桥硕士搞低功耗设计。贝尔实验室的两位,一个做serdes(高速串行接口)做到世界领先水平,一个做pll(锁相环)的jitter(抖动)控制能压到0.5ps以下。这些人,放在任何一家国际晶片巨头,都是核心骨干。浩宇能挖来,靠的不仅是钱——陈薇开出的薪水是市场价的三倍,但更重要的是那份“星核”指令集白皮书,和“做中国人自己的移动晶片”这句话。
“我们完成了指令集架构的最终定稿。”陈薇翻到下一页,是“星核”指令集的详细规格。32位risc指令集,支持simd扩展,支持硬体虚擬化,支持內存安全扩展。指令编码採用了混合长度设计,常用指令16位,复杂指令32位,在代码密度和性能之间做了平衡。解码单元採用可变长度流水线,提高吞吐量。最下面一行用红字標註:专利布局已完成,已提交中美欧日韩五地共计87项专利申请。
“性能目標,”陈薇的雷射笔指向一张对比表格,“在同工艺、同主频下,单核整数性能达到arm cortex-a8的1.2倍,浮点性能1.5倍,功耗降低20%。多核扩展性支持最多四核,採用共享二级缓存和一致性总线。这个目標,基於我们的架构仿真,可以实现。”
arm cortex-a8。林浩知道这个型號,要2009年才会发布,是苹果a4晶片的基础,定义了第一代智慧型手机的处理性能。陈薇的目標,是在2006年,设计出一款性能超过2009年arm旗舰、功耗更低的晶片。这个目標,疯狂,但让人血脉賁张。
“微架构设计,”陈薇继续翻页,屏幕上出现复杂的流水线框图,“我们採用十三级流水线,支持乱序执行。分支预测用了混合预测器(局部歷史+全局歷史+btb),预测准確率目標97%。缓存 hierarchy是l1 i/d各32kb,l2共享512kb,用可配置的way-partitioning(路划分)降低衝突缺失。內存控制器集成lpddr2接口,支持双通道,带宽目標6.4gb/s。”
术语很专业,但林浩听得懂。他来自2023年,见过a15、zen4的架构图,知道这些设计的先进性。在2006年,这样的微架构,已经摸到了桌面cpu的门槛,用在移动晶片上,是降维打击。
“物理设计方面,”李振华接过话头,声音有点沙哑,但很兴奋,“我们选了台积电的65nm lp(低功耗)工艺。这个工艺刚量產,性能、功耗、成本比较平衡。后端设计我们自己做,但需要台积电的pdk(工艺设计套件)和ip库,这部分已经在谈,初步报价是两百万美金授权费,加上每片wafer(晶圆)的流片费用。”
他调出一张成本估算表。“第一次流片,需要做mpw(多项目晶圆),预计费用五百万美金。如果成功,量產的话,每片wafer成本大约八千美金,按每片wafer出400颗好die(晶粒)算,单颗晶片的硅成本是20美金。加上封装、测试,总成本大概30美金一颗。我们的目標售价是50美金,毛利40%。”
“但前提是第一次流片成功。”赵安补充,语气谨慎,“65nm工艺,我们没经验。台积电的ip库,我们没用过。后端设计的时钟树综合、电源网格、信號完整性,全是挑战。第一次流片成功率,行业平均不到30%。我们……可能更低。”
会议室里安静下来。投影仪风扇的低鸣变得清晰。陈薇的雷射笔红点停在“流片成功率”那几个字上,微微颤抖。
“时间表。”林浩说。
“如果今天决定启动,”陈薇深吸一口气,“架构设计还需要三个月细化。rtl(寄存器传输级)代码编写,六个月。验证,九个月。后端设计,三个月。第一次流片,安排在明年三月。封测回来,最快明年六月。如果成功,量產爬坡需要半年,也就是说,最早2007年底,我们能看到第一颗可用的『星核』晶片。”
2007年底。距离现在,还有一年九个月。
“钱。”林浩说。
陈薇翻到最后一页,是一张预算表。字很小,但数字很大。
研发阶段(2006-2007):
- 团队薪酬(15人,两年):1200万美金
- eda工具授权(cadence/synopsys):500万美金
- 台积电pdk/ip授权:200万美金
- 流片费用(三次预算):1500万美金
- 实验室设备、测试仪器:300万美金
- 专利、法务、差旅:200万美金小计:3900万美金
量產阶段(2008年起):
- 流片费用(每片wafer 8000美金,按每月1000片算):800万美金/月
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- 封测费用:200万美金/月
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