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    前一段时间,NASA(美国宇航局)的毅力号(Perseverance)探测器成功在火星表面登陆,即将开始新的探索旅程。或许说出来有点难以置信,其使用的处理器与苹果23年前的iMac相同。其实这个消息对于专业的行内人士来说并不是什么惊天大新闻,但这个事情可以聊的东西还挺多的。

    NewScientist报道,毅力号上使用的是定制款的PowerPC 750处理器,与苹果当年的iMac G3搭载的处理器属于同样的结构。而苹果iMac G3和PowerPC 750处理器,这两款都是挺有意义的产品。

    前者是乔布斯在二进宫苹果后的首款产品,也是翻身之作。1998年5月6日,乔布斯在库比蒂诺市迪安扎社区大学的燧石礼堂举行新品发布会,iMac G3正式登场。对于当时千篇一律的品牌机市场,这个与众不同的产品瞬间就在市场上掀起了风暴,其很多设计理念在今天看来依然很前卫。1299美元的定价并不便宜,但仍然取得了巨大的成功,上市六周共卖出了27.8万台,截止年底以80万台销量打破了苹果产品的销售记录。

    后来苹果将iMac G3带到了中国,在广州天河体育中心搞了首发活动,首位购买者是一位为儿子买电脑的妈妈,《羊城晚报》采访她为什么会选择这么一款冷门的产品(因为不是Windows系统),她回答是iMac G3与众不同(其实这款机子的鼠标真的好难用),反映了苹果的这款产品很好地体现了他们当年广告语Think Different(非同凡想)的理念。个人觉得苹果的Think Different和诺基亚当年的“科技以人为本”一样,是最让我印象深刻的科技数码产品广告语。

    iMac G3使用的就是PowerPC 750处理器,这是一个单核RISC处理器,233MHz的频率,32位架构,拥有600万个晶体管。PowerPC 750处理器是首个使用铜互连技术的处理器,在此之前都是使用铝互连技术,而英特尔是在2001年采用0.13微米制造工艺的奔腾3处理器上首次使用铜互连技术。铜互连技术比铝互连技术更好的原因在于,铜导电性更好铝更好,电阻率更低。

    与iMac G3搭载的PowerPC 750处理器不同的是,毅力号搭载的PowerPC 750处理器经过特殊的防辐射处理,被称为RAD750,由BAE系统公司负责定制生产。军事迷都不会对BAE系统公司感到陌生,这间由英国航空航天公司和马可尼电子系统公司合并而成的企业可是赫赫有名的世界军工大户。

    RAD750可以承受20万至100万拉德的辐射,以及零下55至零下125摄氏度的温度,单价高达20万美元,可以说非常昂贵。RAD750是一款非常成熟的商业化宇航级处理器,在西方航空领域有着广泛的应用,即使在性能上也是这个领域的强者,毅力号选择它并不是什么新鲜事。很多人可能会问,为什么要选择这样一颗今天看来速度这么慢的处理器?答案是可靠性。在航天领域,速度并不那么重要,但需要长时间在极端环境下稳定工作,那就不是一件容易的事情了。

    事实上不止是太空里使用的芯片,很多航天领域机器里的芯片都是非常古老的型号,由于服役时间很长,如果需要更换,备件不一定够用,可能早已停产也订不了货了。以前就曾有报道,NASA的工作人员到处去二手市场搜集一些旧的处理器及存储芯片,以替换NASA里面一些旧机器的零件。

    放到国内也一样,虽然不少人都盯着先进制程工艺以及那些先进架构、彪悍性能的处理器,为此可能会争得面红耳赤,但如同很多人了解的那样,日常生活里很多芯片并不一定需要那么先进的制程工艺,甚至它们的架构和性能也不那么突出,近期来说各种汽车芯片就是很好的例子,也是近两年全国在整个半导体产业链上为之努力的原因之一。从这点上,一定程度应该可以理解《中国购买二手芯片制造设备以规避美国限制,日本企业赚得盆满钵满》这篇新闻里说的事了。

    而在一些规格参数上,国内的自主研发产品看起来相形见绌,很多人对此也嗤之以鼻,但并非一无是处,甚至可以说极其重要。

    国内和RAD750有着相同用途的是一直被不少人瞧不上的龙芯,早在几年前就开始使用在航天器上。例如2015年的北斗双星就搭载了龙芯1E和龙芯1F,负责进行常规运算,数据采集、开关控制、通讯等工作。价格方面就便宜多了,龙芯1E大概也就几万元。在此之前国内要购买同性能等级的宇航级处理器是美国的ATMELAT697,大概要30万元。事实上在几年前,龙芯1E就已经完成了对ATMELAT697的替换。除了航天领域,目前国内在很多关键领域龙芯也有重要的应用,例如核电站。

    另外这种芯片在工艺制造的要求上,也不是5nm或7nm如何厉害就能做到,宇航级处理器有着比商用级、工业级和军用级(标准由低到高)都要高的标准要求,可以说是极其严苛,关于制造工艺这个非常专业又涉及机密的问题就不能展开说了。世界上仅有几个厂家掌握这种技术,可能还不是普通人随便叫得出名字的那些,例如包括有IBM的45nm SOI工艺、Honeywell的50nm工艺,以及BAE外延CMOS工艺(这次新闻的主角RAD750)等。看到这里,明白了前一段时间《美国国防部与GlobalFoundries达成合作协议,将生产军用芯片》这篇新闻背后的意义了吗?

    芯片的设计和生产由于用途不同,对应的要求也会不一样,涉及各方面的东西很多,不仅仅是表面工艺制程是否先进或者架构和性能是否厉害的问题。这是一个非常专业又复杂的话题,不是一两句话就能概括的。需要一颗龙芯1E做到的事情,其价值可能用装满十辆卡车的AMD Ryzen 9 5950X处理器也换不来。在这个时候,“自主研发”和“自主可控”这样被很多人不屑的词语,对国家层面而言就极具意义了。

    文章即将写完的时候发现,这次毅力号在升空之前有“将名字送上火星”的活动。想起2002年的时候我就曾参加NASA类似的活动,随着2003年升空的勇气号火星探测器到了火星,可以说NASA的科普宣传工作做得太好了。

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    已有 11 条评论,共 157 人参与。
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    • 拾人牙慧教授 03-03 15:37    |  加入黑名单

      很好的文章。
      NASA的科普做的是真的好。
      这次在国博展出的100g月壤,根本看不清,拍不清。那个“艺术容器”搞得本末倒置,让人愤怒。
      说句不正确的话,还真不如以前展出的,美国赠送的“可耻的半克”看得清楚(这个展位同样是中国自己设计的,简简单单一个玻璃窗,一组放大镜,看得清清楚楚)。

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      1#

    • 吕嘉俭编辑 03-05 14:27    |  加入黑名单

      zkm 研究生

      龙芯我记得是意法半导体代工,这能算自主可控?
      03-05 12:47 已有1次举报
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    • 龙芯只是一个统称,分类很多,和骁龙一个道理,意法半导体代工的是一些商用型号。平常高通和AMD产品是台积电和三星代工,即使文章里的主角RAD750也不是美国自己生产,是英国代工。至于文章里说的军工级、宇航级这样的产品哪里生产,怎么生产,资料基本查不到,即使知道也不能说,要不相关部门就找上门来了。这篇文章只是点到即止,有几个方面的话题都比较敏感而且太专业了。 ...

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      11#

    • zkm研究生 03-05 12:47    |  加入黑名单

      龙芯我记得是意法半导体代工,这能算自主可控?

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      10#

    • A1高闪来一个博士 03-04 12:48    |  加入黑名单

      从现有资料来看,毅力号上面那个无人机用的是骁龙801处理器,估计已经是现有航空设备里制程用的比较先进的一款了。。。。。

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      9#

    • 吕嘉俭编辑 03-04 10:15    |  加入黑名单

      Suffer 研究生

      中国也有用sparc v8架构的抗辐射处理器(仿制697),抗辐射也是分等级的,高轨用的和低轨用的不一样
      03-04 09:37
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    • 行家,抗辐射等级属于专业又敏感的话题,所以不能谈。以前仿制过什么SM175X之类,又基于sparc开源代码修改设计过一些国产版,反正性能不如RAD750。sparc架构国内应该军工和超算那些地方还有用。

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      8#

    • Suffer研究生 03-04 09:39    |  加入黑名单

      不知道现在还有没有人研究sparc架构了。我精通sparc架构

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      7#

    • Suffer研究生 03-04 09:37    |  加入黑名单

      中国也有用sparc v8架构的抗辐射处理器(仿制697),抗辐射也是分等级的,高轨用的和低轨用的不一样

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      6#

    • QQ23870862终极杀人王 03-03 17:55    |  加入黑名单

      叫美国来买中国的龙芯啊~~~这么便宜

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      5#

    • vigo93一代宗师 03-03 16:25    |  加入黑名单

      阿波罗探月的内存还是手工编织的呢 只有1024字节https://inews.gtimg.com/newsapp_bt/0/11308878781/1000

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      4#

    • tao123高中生 03-03 16:07    |  加入黑名单

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      3#

    • 我匿名了  03-03 15:42

      对于一个从未接触过 windows和Android的人 我推荐他们直接用mac和ios

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      2#

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