重生之美丽香江无弹窗 第76章 精简指令集
根据18年度中国海关的数据显示，中国集成电路进口金额为31亿美元，比17年增长18%。当时中国的半导体芯片国产化率不到%，每年芯片的进口额超过原油（18年中国原油进口金额为46亿美元，4亿吨），由此可见芯片的重要性。因为芯片之于电子设备的地位等同于发动机之于汽车，未来芯片会成为国家战略组成的重要一部分，是国家重点战略新兴产业，集成电路产业链的技术突破，将成为业界关注的焦点。
芯片是人们日常生活中很常见的沙子做出来到，经过复杂的加工后就变成了堪比黄金的物品。在芯片厂综合办公楼内，新世界的技术专家正在为石莫他们讲解一粒沙子的脱变之路，大致分为四个步骤。
第一步是打造“地基”硅晶圆。在沙子中加入碳，高温作用下转化成纯度约%的硅（硅熔炼），经过融化从中拉出铅笔状的硅晶圆（硅锭），再使用钻石刀将硅晶柱切成圆片，抛光后便成为硅晶圆，芯片的地基完成。
第二步是光刻。首先在硅片上涂光刻胶，再使用紫外线透过掩膜照射光刻胶，掩膜上印着预先设计好的电路图案。光刻过程中曝光在紫外线下的光刻胶被溶解掉，清除后留下的图案和掩膜上的一致。后用化物质溶解掉暴露出来的晶圆部分，剩下的光刻胶保护着不应该蚀刻的部分。蚀刻完成后，清除部光刻胶，露出一个个凹槽。
第三步是掺杂（通过离子注入，赋予硅晶体管的特性）。把硼或磷注入到硅结构中，接着填充铜，以便和其他晶体管互连，然后可以在上面再涂一层胶，再做一层结构。一般一个芯片包含几十层结构，就像密集交织的高速公路。
第四步是封装测试。芯片做好后，用细的切割器将芯片从晶圆上切下来，焊接到衬底基片上，用散热片装壳密封。经过测试后就可以包装销售了。
听完技术专家的讲解，石莫对芯片又有了更深的认识，现在新世界的第一款电脑在进行DQA研发测试中，由于时间紧急，工程师们正在边测试边解BUG，按照此时的研发进度，预计一两个星期后就可以定下来并开始贴片量产。
石莫最关心的是舟1处理器在电脑上的表现效果，因为是要搭配图形界面系统，石莫怕这枚芯片性能不够，导致操作很卡，那电脑会卖不出去的。
于是石莫对马许愿道：“马博士，我们的这枚芯片用在电脑上的实际表现如何？”
这两年公司投了重金在芯片项目上，时间紧，任务重，当时马许愿的心理压力很大，生怕他会一不心给搞砸了，亏掉公司上百亿港币。现在初步完成了石莫安排的任务，整个人的放松了很多，不用每天绷着神经。最近马许愿都没有像去年那样每天加班熬夜奋战到凌晨了。
对于石莫的问话，马许愿微笑着的道：“老板，在您英明的指导下，这枚芯片的性能超过了我们预期的一倍，加上数字协处理器和显示处理器这两枚芯片的加持，舟1芯片组的性能只是比英特尔的888微处理器差一点而已，因此系统运行的很是流畅。”
听后石莫有点得意的点点头，也很满意。
能取得这个成绩，石莫的功劳也是不的，因为舟芯片从研发之初就是按照他的思路来搞的，而马许愿他们则把石莫的设计理念实现了出来。
这枚芯片之所以性能爆表，不只是因为有数字协处理器和显示处理器的支持，还因为它使用的指令集是RISC（简指令集），以及专门在此基础上研发设计的一种高性能和高功耗构架，此构架旨在提高处理器的性能，这是石莫特意要求的。
“简指令集”有什么意义？这是相对于“复杂指令集”的一个概念，有什么优势？
要设计处理器，首先就需要有指令集，规定处理器的相应操作，通过指令集去控制处理器实现相应功能。
此时的处理器都是CISC架构（复杂指令集），包括英特尔的处理器，因为现在编译器的技术并不纯熟，因此微处理器的设计师会增加CPU指令的复杂性，以在每个计算周期内得到更多的计算。
但是后来有人发现，整个指令集中，只有约％的指令常常会被使用到，大约占了整个程序的8％；剩余8％的指令，只占了整个程序的％。（典型的二八原则）
于是，在17年美国加州大伯克利分校的David Pattersn教授领导的伯克利团队提出了RISC的想法，也就是简指令集计算机。他们认为，处理指令过快将使得在每个周期内的行为将更少，主张硬件应该专心加速常用的指，较为复杂的指令则利用常用的指令去组合。
作为一个纯理念研究，RISC听起来很具吸引力。但是它可行吗?两年前在石莫干涉下，马许愿的设计团队将赌注押在了这上面。18年，团队开始研发被称为“舟”的8位RISC处理器(即一种简洁、高性能、具有高度扩展性的RISC架构)，打算将这一芯片用在个人电脑产品线上。
当时研发遇到了很大的压力，许多公司内部人士对“舟”能否取得成功表示出怀疑。探索RISC概念真的可行吗，但在石莫的强力支持下，庆幸的是最终取得了的成功，而且比预期效果要好很多。首枚舟处理器，每秒6万个指令，这比英特尔的复杂指令集88处理器计算机要快一倍。
新世界公司研发的第一个高性能的处理器构架代号为“V1”，此构架是为了针对日益增长的消费娱乐和有线桌面产品设计，用于具有高计算要求、运行丰富操作系统及提供交互媒体和图形体验的应用领域，如桌面电脑、服务器、数字电视等。是的，石莫打算将舟芯片用在未来即将出现的高利润的工作站和服务器中。
除了针对高性能的“V1”构架，后面新世界公司还会着手研发设计几个不同用途的构架。一个是主打安的构架，主要用于政府安芯片。一个主打工业面的构架，主要针对的是嵌入式系统的市场。
未来还将研发一个低功耗的构架，该构架面向微控制器领域，主要针对成和功耗敏感的应用，充分发挥简指令集的优势。因为RISC通过简CISC指令种类，格式，简化寻址等式，可以达到省电高效的效果。
石莫发展简指令集，也是在布局未来。他知道AR公司就是凭着在低功耗面的DNA，又刚好赶上了移动设备爆发式发展的时代，最终造就了它的辉煌。