自主芯片？俄羅斯貝加爾T1有多少戰斗民族血統

雷鋒網按：本文作者鐵流，雷鋒網(公眾號：雷鋒網)獨家文章。

在大家的印象中，蘇聯/俄羅斯的電子產品一向以“傻大黑粗”著稱于世，而且在軍用設備中往往還存在電子管和晶體管并存的情況。在蘇聯解體后，來自俄羅斯的處理器就比較罕見了。日前，俄羅斯貝加爾電子公司正式啟動了貝加爾-T1芯片大批量產，產量規模為10萬個。那么，這款芯片到底有多少俄羅斯血統？性能到底怎么樣？俄羅斯為何要開發這樣一款芯片呢？

貝加爾-T1到底有多少俄羅斯血統

其實，早在2014年的TSMC2014技術研討會上，俄羅斯電子工程師們就展示了貝加爾-T1。貝加爾-T1于2014年底完成了研發工作，2015年年中成功流片，在制成樣片后，該項目得到了俄羅斯工業和貿易部以及《2008-2015年電子元器件和廣播電子發展規劃》聯邦專項規劃的支持，之后貝加爾電子公司向俄羅斯工業和貿易部下屬工業發展基金會專家委員會遞交了專項貸款的申請。在獲得工業發展基金的貸款之后，Baikal-T1開始小批量生產，直到最近，俄羅斯貝加爾電子公司大批量產貝加爾-T1芯片。

那么，貝加爾-T1這款芯片到底有多少俄羅斯血統呢？

貝加爾-T1集成了兩個MIPS P5600 CPU核，以及DDR3、SATA 6Gbps、PCI-E 3.0、10Gb/1Gb以太網等模塊，本質上來說，貝加爾-T1其實是一款SoC。貝加爾-T1的主頻為1.2 GHz，采用了臺積電28nm制造工藝，功耗約為5W，封裝為25 x 25mm。

MIPS P5600 CPU核是英國Imagination公司（就是蘋果GPU核的供應商，前段時間被蘋果一個2年后停用PowerVR系列GPU坑的股價暴跌69%的那家公司）收購MIPS公司之后，在2013年發布的勇士系列的CPU IP內核，這也是Imagination收購了MIPS之后的第一款產品。

由此可見，貝加爾-T1其實和國內華為海思、展訊、全志、瑞芯微等ARM陣營IC設計公司類似，都是購買IP做集成的產物。無非是華為海思、展訊、全志、瑞芯微從ARM那里購買IP授權，而貝加爾-T1從Imagination/MIPS公司那里購買IP授權。

因此，貝加爾-T1其實是買IP做集成，其核心微結構是購買自MIPS的，貝加爾電子公司做的僅僅是將各種IP集成起來。誠然，將各種IP集成起來也比較考驗IP集成能力，以及物理設計能力。但由于設計CPU的過程中80%的功夫都花在研發CPU核上，而且在CPU安全性上主要也有賴于CPU核是否安全可控。

總之，在安全性和自主性上，俄羅斯貝加爾-T1都是存在一些瑕疵的。本質上說，貝加爾-T1是一款集成了MIPS P5600 CPU核，以及以及DDR3、SATA 6Gbps、PCI-E 3.0等模塊，由貝加爾電子公司做集成，由臺積電代工的一款SoC，其中的俄羅斯血統，恐怕也只有一系列集成工作了。

貝加爾-T1性能到底如何

由于貝加爾-T1集成的是MIPS P5600，要想探求其性能，就必須分析MIPS P5600的性能。

根據媒體報道：

P5600是以MIPS架構Release 5為基礎的32位CPU，并包含多項獨特特性：

快速128位SIMD引擎：可加速多媒體處理與其他的矩陣型運算。

完整的硬件虛擬化技術：可支持多個完全獨立、且平行運行的客戶端操作系統。

增強的安全性：針對消費類與企業應用，此特性包含可在單一CPU上支持多重TEE（可信運行環境）的能力。

同類最佳的先進分支預測機制、可獲得最佳性能的TLB分頁表（page table）高速硬件、可為內存密集數據移動慣例增加2倍性能的指令綁定（instruction bonding）。

增強虛擬尋址（EVA）：更靈活地使用虛擬地址空間，能輕松、有效地使用內存；延伸實體尋址（XPA）可完全利用最高達1TB的內存容量（40位）。

不過，上述報道沒有太多真正有用的信息，筆者并沒有找到能夠準確描述MIPS P5600性能的資料，而比較權威的SPEC2000/2006這類測試成績也是音訊全無。

目前，唯一可以作為參考的是貝加爾-T1集成了雙核P5600，具有1.2G主頻，而MIPS P5600是一款32位CPU，具有超標量、亂序的設計，共享1M二級緩存，單核心3.5DMIPS/Mhz。不過，3.5DMIPS/Mhz的數據只反應P5600的流水線效率，并沒有反映訪存的能力，而訪存能力恰恰是影響到性能的關鍵因素。

考慮到ARM Cortex A15單核心大約也是3.5DMIPS/Mhz，而且貝加爾-T1只有5W的功耗，因而貝加爾-T1顯然是一款嵌入式CPU，而并非高性能CPU。加上從貝加爾電子公布的消息：貝加爾-T1芯片的主要用戶是電信設備生產商（路由器、IP電話、數據存儲）、計算機設備、嵌入式系統設備（工業自動化、終端、車載系統等）。

從這些使用范圍來看，貝加爾-T1不會是桌面級的CPU——即便是T-Platforms推出的搭載貝加爾-T1芯片的Tavolga Terminal TB-T22BT，其實也是一臺瘦客戶端。

綜合看來，貝加爾-T1是一款性能有限的嵌入式產品，CPU的性能比較有限。

俄羅斯為何選擇MIPS

雖然如今俄羅斯的電子工業衰退的非常厲害，但在蘇聯時期還是頗為可圈可點的。在獨立的電子元器件方面，蘇聯的技術不比西方差，即使局部有差距，差距最多不過5年。

真正導致當今俄羅斯電子工業一蹶不振的原因是蘇聯解體。

在蘇聯的經濟布局之初，斯大林為了加強各個加盟國的聯系，就結合各地實際情況，把產業布局按照上下游關系分配到各個加盟國，比如原材料產地為俄羅斯、初加工為烏克蘭，深加工在白俄羅斯，整機產品則回俄羅斯組裝制造。當然，這僅僅是舉例子。

歷史上，由于拉脫維亞具有較好的經濟水平，蘇聯在1959年于拉脫維亞成立了里加半導體工廠。而烏克蘭除了擁有黑海造船廠、安東諾夫設計局、南方設計局等之外，還是蘇聯的電子信息工業基地，蘇聯的半導體工業和微電子工業基地則布局在白俄羅斯。

而隨著蘇聯解體，直接導致蘇聯時代的完整的工業體系破碎化。加上俄羅斯寡頭和西方國家用非戰爭的方式洗劫了蘇聯人民的財產，導致原蘇聯各加盟國軍工領域許多專家、教授失業，大量一流的工程師陷入赤貧。

恰逢此時，美國、西歐和日本、韓國不遺余力的從蘇聯挖掘人才。中國也搞了雙引工程，由時任國務院總理李鵬主抓：這是一批窮十年之力都無法培養出來的優秀人才，對中國而言是千載難逢的好機會，一定不能錯過。

不過，由于當時中國國力有限，最大的受益者自然是美國。美國從蘇聯挖走了不少出色的架構師，不過由于大家都懂的原因，這些人在美國更多的是在給美國工程師打下手，比如彼得希洛科夫，他是超標量之父，在英特爾期間提出了simd的概念，參與p3的核顯設計和英特爾3d工藝的預設。

正是因為蘇聯解體之后造成的人才斷檔，使得俄羅斯已經沒有能力自己搞一套指令集和CPU，并開發一整套軟件生態與Wintel分庭抗禮。

這時候，俄羅斯只有幾個選擇，ARM、MIPS、risc-v、SPARC。

SPARC是SUN的遺產，但生態實在是不行，國內飛騰開發過SPARC，最后也不得不轉投ARM，因此SPARC不會在俄羅斯貝加爾電子的選擇范圍里。

risc-v出現的比較遲，而且還不夠完善不夠成熟，因此沒能入俄羅斯貝加爾電子法眼也是情理之中。

ARM在商業上是比較開放的，但在技術上卻收的很緊，而且指令集授權也比較少，加上政治原因，俄羅斯公司獲得ARM指令集授權開發自己的CPU核的可能性非常小，而俄羅斯顯然是有理想的，要走獨立自主的道路，不可能永遠買ARM的IP做集成。

那么剩下的選擇就只有MIPS了，首先MIPS比較學院派，指令集授權比較容易，而且客戶可以自由添加指令，這就使以MIPS為基礎添加指令集，并最終形成自己的指令集提供了可能性（國內龍芯也是這樣做的，在MIPS基礎上添加了上千條指令集，形成了LoongISA）。其次，MIPS授權費要比ARM便宜太多。最后，MIPS的跟新很慢，相對于ARM堪稱神速的進步的速度——ARM64的Cortex a53/57,a72,a73；ARM32的Cortex a7/a15,a12,a17。MIPS的更新近乎是龜速，這就給俄羅斯貝加爾電子反客為主的機會。

雖然貝加爾-T1是買IP做集成，但不排除之后貝加爾電子會走上和龍芯一樣自己添加指令集，自主設計的道路。

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