合肥造“魂芯二號(hào)A”閃耀世界 每秒千億次“芯”動(dòng)

  4月23日，中國(guó)電科38所在福州舉行的首屆數(shù)字中國(guó)建設(shè)峰會(huì)上發(fā)布了業(yè)界實(shí)際運(yùn)算性能最高的數(shù)字信號(hào)處理器——“魂芯二號(hào)A”。該芯片由中國(guó)電科38所完全自主設(shè)計(jì)，在一秒鐘內(nèi)能完成千億次浮點(diǎn)運(yùn)算，單核性能超過(guò)當(dāng)前國(guó)際市場(chǎng)上同類處理核的4倍，其可與高速ADC、DAC直接互連，具備相關(guān)時(shí)序接口，可以實(shí)現(xiàn)P波段射頻直采軟件無(wú)線電處理形態(tài)。

  “魂芯二號(hào)A”的推出，使得軟件無(wú)線電從理想走向現(xiàn)實(shí)，人們夢(mèng)想著系統(tǒng)功能主要取決于軟件算法成為可能，同時(shí)為我國(guó)建立自主體系高端DSP產(chǎn)品譜系奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

  高性能芯片被譽(yù)為“工業(yè)糧草”，代表了一個(gè)國(guó)家信息技術(shù)水平。一直以來(lái)，我國(guó)在高性能數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)方面依賴進(jìn)口。12年前，38所就開(kāi)始進(jìn)入數(shù)字信號(hào)處理器芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域。2012年，該所推出我國(guó)自主研發(fā)的首款實(shí)用型高性能浮點(diǎn)通用DSP芯片“魂芯一號(hào)”，性能高于同期市場(chǎng)同類DSP芯片4-6倍，并成功應(yīng)用于我國(guó)空警-500預(yù)警機(jī)雷達(dá)等多個(gè)國(guó)防科技裝備型號(hào)上，成為我國(guó)首款廣泛應(yīng)用于國(guó)防科技裝備的高端自主數(shù)字信號(hào)處理器。

  2012年開(kāi)始，歷經(jīng)6年不斷完善和修改，通過(guò)“魂芯一號(hào)”實(shí)際使用過(guò)程的不斷迭代和磨合，38所科研團(tuán)隊(duì)完成了“魂芯”家族的第二代產(chǎn)品——“魂芯二號(hào)A”的設(shè)計(jì)，2017年一次流片成功，初步形成了“魂芯”品牌技術(shù)體系和產(chǎn)品譜系。

  “魂芯二號(hào)A”相對(duì)于“魂芯一號(hào)”，性能提升了6倍，單核實(shí)現(xiàn)1K點(diǎn)FFT僅需1.6us，運(yùn)算效能比TI公司TMS320C6678高3倍，實(shí)際性能為其1.7倍。魂芯DSP核是當(dāng)前市場(chǎng)上性能最高的DSP核，實(shí)現(xiàn)了市場(chǎng)上同類產(chǎn)品性能指標(biāo)的超越，目前榮獲國(guó)家技術(shù)發(fā)明專利、軟件著作權(quán)等科技成果共計(jì)30余項(xiàng)。

  中國(guó)電科首席科學(xué)家、“魂芯二號(hào)A”總設(shè)計(jì)師洪一告訴記者，該芯片采用全自主體系架構(gòu)，通過(guò)單核變多核、擴(kuò)展運(yùn)算部件、升級(jí)指令系統(tǒng)、擴(kuò)大存儲(chǔ)容量、加大數(shù)據(jù)并行、豐富調(diào)試手段、擴(kuò)展應(yīng)用領(lǐng)域等手段，使器件性能千億次浮點(diǎn)運(yùn)算同時(shí)，具有相對(duì)良好的應(yīng)用環(huán)境和調(diào)試手段。器件配置了相對(duì)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)吞吐率能力，達(dá)240Gbps，支持RapidI/O、PCIE、JESD204B等多種協(xié)議，支持片上網(wǎng)絡(luò)調(diào)試、遠(yuǎn)程調(diào)試，為系統(tǒng)維護(hù)開(kāi)發(fā)提供便捷和快速實(shí)現(xiàn)手段。作為通用DSP處理器，“魂芯二號(hào)A”將廣泛運(yùn)用于雷達(dá)、電子對(duì)抗、通信、圖像處理、醫(yī)療電子、工業(yè)機(jī)器人等高密集計(jì)算領(lǐng)域。目前，正在多種重大裝備以及圖像處理領(lǐng)域中推廣使用。