Комментарии 41
Спасибо за статью, очень интересно! А год начала разработки Baikal-S - 2016.
Интересная тема - можно оценить уровень оплаты своего труда в сравнении с другими :). Еще меня всегда интересовал вопрос; выгодно ли , например, покупать лицензию на систему команд и самому проектировать микропроцессорное ядро, или куда дешевле будет купить лицензию на конкретное, нужное в текущий момент для системы, ядро и ускорить время проектирования, и ,возможно(?), даже сделать свою разработку дешевле ?
В большинстве случаев выгоднее покупать лицензию, именно поэтому так многие и делают.
Архитектурную лицензию выгодно покупать тогда, когда у вас есть ресурсы для создания процессора с лучшими характеристиками, чем у покупного ядра, и есть понимание того, почему это улучшение окупится. Для многих ниш (например, процессоры для смартфонов), скорость вывода нового продукта на рынок может быть вообще главной характеристикой.
Лицензия на ядро на порядок дешевле, чем архитектурная лицензия (архитектурная лицензия = право создать ядро со своей микроархитектурой / структурой конвейера, при этом совместимое по архитектуре / системе команд с лицензируемой архитектурой). Если огрубить и не учитывать разные опции :
Малое ядро микроконтроллерного класса - лицензия может быть десятки тысяч долларов
Среднее ядро типа для чипа в вай-фай роутере - лицензия может быть сотни тысяч долларов.
High-end ядро суперскалярного процессора - лицензия может быть миллион - пара миллионов долларов.
Архитектурная лицензия может быть десять - двадцать миллионов долларов.
Цифры могут быть больше или меньше в пару раз, а также могут быть разные отношения фиксированного платежа и платежа с каждой микросхемы (роялти), но соотношения примерно такие.
Большое спасибо. Хотелось как раз услышать цифры. Даже приблизительные.
Тут еще примечание: причины, по которой архитектурные лицезии дороже чем лицензии на ядра:
Продавая архитектурную лицензию, продавец создает конкуренцию своим ядрам.
Продавец архитектурной лицензии предоставляет тесты, покрывает патентами и вообще заботится, что процессор покупателя будет действительно соответствовать архитектуре (системе команд)
Хотелось бы, чтобы раскрыли маркетинговую и продажную тему. Сами пишите что "вышеупомянутые процессоры существенно уступают импортным аналогам". Кому тогда такие процессоры предназначены, кто закажет хоть какое-то минимальное количество? Без этого подсчёт конечно интересный, но бесполезный.
Если это востребовано только оборонкой, то у них бюджет огромный, им не так важна экономическая составляющая.
Это востребовано всеми, кому прикажет государство. А доля государства в экономике велика. Только на этом всё и держится.
Если бы с созданием процессоров для настольных ПК всё было так просто, то на мировом рынке, у которого гораздо большая ёмкость, мы бы видели кого-то ещё кроме Intel и AMD. Тем не менее процессоры Cyrix, VIA, Transmeta давно ушли с рынка. За последние 20 лет было много попыток затащить на десктоп ARM, но реально получится судя по всему только сейчас у Apple.
что значит ушли с рынка? Cyrix была скушана VIA, которая организовала Zhaoxin, которая как бы микропроцессорами занимается... KaiXian KX-U6780A например...
То и означает. Компьютеры на базе процессоров Cyrix и Via эпохи 486-Pentium мне довелось пересобирать собственноручно - они были широко доступны в нижнем ценовом сегменте. А выпущенный после многолетнего перерыва KaiXian доступен нам с вами в новостях и обзорах годичной давности. Если же говорить про широкий рынок не рассыпухи, а готовых систем (чем обычно пользуется бизнес), то понятное дело нет смысла говорить про HP/Dell, но Lenovo вы на базе этого процессора тоже вряд ли возьмёте.
Про маркетинг есть в самом начале:
Тем более что в нашем случае основной спрос создаётся законодательными инициативами со стороны государств
Все вышеупомянутые процессоры нацелены в первую очередь на гражданский рынок.
И кстати, что у оборонки огромный бюджет и экономическая составляющая не важна - это заблуждение. Но к теме статьи это не относится.
*** Цена производства на фабрике. Данный пункт практически линейно (с оговорками, конечно) зависит от количества произведённых CPU. ***
"Линейно" - это в смысле nre + royalty * n?. Цена слагается из фиксированного платежа и роялти на каждый произведенный чип. Фиксированный платеж в древние времена (типа в 1990-е) был типа $300K, но когда я в последний раз проверял в 2015 году - было между миллионом и двумя.
Вот пример из нагугленного: стоимость масок - это фиксированный платеж:
https://anysilicon.com/semiconductor-wafer-mask-costs/
Я сделал видео на выставке, как расчитывается стоимость производства:
Юрий, ну я же в первом пункте даже явно пишу:
Стоимость разработки вплоть до получения готовых масок для серийного производства
Стоимость масок уходит в первый пункт. А производство это уже то, что привязано к себестоимости одного чипа
Что касается роялти на произведённый процессор, то это актуально для Арм лицензии, и там копейки, масштаб от центов до пары долларов может. Я этим пренебрег для простоты.
Вот из учебника Харрис & Харрис (пример 10-15-летней давности). Он не вполне корректный, тем не менее:
А вот интересный вопрос знатокам: сколько итераций проектировния (включая производство масок и изготовления прототипов) обычно уходит у дизайн-центра на создание процессора типа Байкал-М ? Мало вероятно, что такое сложно изделие получается без ошибок с первого раза, и даже со второго.
И еще попутно. В какие примено деньги обходятся лиценции на САПР и средства отладки ?
сколько итераций проектировния (включая производство масок и изготовления прототипов) обычно уходит у дизайн-центра на создание процессора типа Байкал-М
Я бы оценил это в 2 итерации. Но поручиться не могу.
В какие примено деньги обходятся лиценции на САПР и средства отладки
Очень большой диапазон. Для топовых техпроцессов это может быть 50+, а может и больше
От тестового чипа до production могут пройти пара итераций.
Для небольшой компании в сто-двести человек, которая при этом аутсорсит back-end, траты на лицензии САПР от могут быть около миллиона долларов в год. В это может входить покупка и maintainance существующих.
Если же компания (как Байкал) делает физический дизайн сами, траты могут быть больше.
Крупные электронные компании тратят десятки миллионов долларов.
Стартапы могут договариваться, что пока они не получат финансирование, САПРы им дают бесплатно.
Университеты могут использовать такие тулы за несколько тысяч в год.
Купленный хардверный эмулятор для отладки процессоров может стоит миллионы долларов, FPGA плата для прототипирования - десятки тысяч.
Для небольшой компании в сто-двести человек, которая при этом аутсорсит back-end, траты на лицензии САПР от могут быть около миллиона долларов в год. В это может входить покупка и maintainance существующих.Вы, Юрий, кажется, довольно оптимистичны с такими ценами. Не говоря уже о том, что «небольшая компания», особенно в российских реалиях — это скорее двадцать разработчиков, чем двести.
Стартапы могут договариваться, что пока они не получат финансирование, САПРы им дают бесплатно.Это надо уметь очень хорошо договариваться, и прокатывает далеко не всегда.
Я сказал "сто-двести человек" (включая охранника, секретаршу, программистов софта, маркетинг, продажи и всех бухгалтерш), а не "сто-двести разработчиков". Разработчиков RTL, верификаторов и инженеров физического дизайна из них может быть человек 30-50),
Далее я специально сказал что это при аутсорсе back-end-а в другую компанию, то есть только лицензии на симуляцию, синтез и одного physical designer-а.
Юрий, спасибо за исчерпывающий ответ.
Baikal-T и Baikal-M запускались с первого тейпаута.
Собственно, в том числе это выгода использования лицензированных IP (матюрных) - они ранее уже прошли через перевыпуски у других чипмейкеров
Поэтому суммарная стоимость разработки чипа уровня Intel Core i9-9900K на самом передовом техпроцессе в момент выхода чипа будет составлять порядка $100 млн.
Nvidia рассказывала про затраты на разработку своего последнего процессора Xavier:
With more than 9 billion transistors, Xavier is the most complex system on a chip ever created, representing the work of more than 2,000 NVIDIA engineers over a four-year period, and an investment of $2 billion in research and development.
При этом Xavier по CPU части в 2-3 раза слабее, чем 9900K, хотя там тоже 8 ядер.
А казалоcь бы, что такая крутая компания как Nvidia могла легко вместо 2 миллиардов потратить ваши "$100 млн", и сделать процессор уровня 9900K. Но они потратили в 20 раз больше, и сделали процессор слабее по производительности CPU ядер.
Поэтому в реальности все может отличаться и на порядок от приведенных циферок.
С другими примерами тоже не все так очевидно.
Nuvia не закончила разработку.
От SiFive физически доступна только дорогая плата unmatched, где процессор SiFive в разы слабее любых эльбрусов.
Esperanto ничего пока не довела до массового производства.
А по срокам разработки нужно учитывать дату tapeout и дату получения первого рабочего инженерного образца. Так tapeout для Элбрус-16С был где-то весной 2020. Тогда вероятно и закончилась основная часть разработки этого процессора. А после этого идет тестирование, устранение проблем, второй tapeout с исправлениями, и подготовка к серийному производству.
Все приведенные в статье цифры по части Intel Core i9-9900K верифицированны людьми из Интела, непосредственно принимавшими участие в разработке
Зачем Nvidia потратила в 20 раз больше на Xavier?
Вот тупые?
9900K - это всего лишь добавление 4 ядер в Skylake, который сделали уже давно.
Вы, безусловно, можете остаться при своём мнении
Вы написали:
Вышеприведённые оценки было бы интересно сравнить с мировым опытом. К сожалению, получить точную информацию от компаний уровня Intel или AMD крайне сложно.
Вот компания Nvidia, которая на уровне Intel или AMD, прямо заявила, что ее процессор Xavier делали 2 тысячи человек 4 года, и все это стоило 2 миллиарда долларов, что очень сильно противоречит всем вашим цифрам по стоимости разработки и числу разработчиков.
Поэтому такой важный факт по заданной теме тоже стоило упомянуть в статье. Можно, конечно, написать еще и предположение, что Nvidia соврала в этой оценке, а разработка Xavier стоила значительно дешевле, если вы так считаете. Но только Nvidia публично сообщила хоть какие-то цифры по стоимости разработки процессоров из всех мировых процессорных компаний.
А после этого идет тестирование, устранение проблем, второй tapeout с исправлениями, и подготовка к серийному производству.Вы так говорите, как будто тестирование, устранение проблем и подготовка ко второму тейпауту — не часть разработки.
With more than 9 billion transistors, Xavier is the most complex system on a chip ever created, representing the work of more than 2,000 NVIDIA engineers over a four-year period, and an investment of $2 billion in research and development.
Так как это немного маркетинговый материал, то неизвестно что конкретно включается в R&D. Например, для красоты, может включаться разработка архитектуры Volta для GPU целиком и работы по интеграции GPU в процессор. Или включаться стоимость разработки прошлой архитектуры, тоже вполне может.
При этом Xavier по CPU части в 2-3 раза слабее, чем 9900K, хотя там тоже 8 ядер.
Только Xavier это не только CPU. Там свой собственный видео энкодер и декодер, видеоядро, дополнительные ускорители для различных частей ML (DLA, PVA блоки), тоже их собственной разработки, есть опять же их собственный ISP и блок анализа стеро-картинки (OFE).
Все это еще сертифицировано для Automotive (+ цена сертификации, +дополнительные особенности проектирования).
В общем посмотрите на описание того что там понакрутили.
От SiFive физически доступна только дорогая плата unmatched
SiFive как бы не производитель процессоров, они делают IP для продажи другим. То что они выпускают линейку HiFive плат - это скорее исключение, а не практика.
И в их случаи правильно будет сказать, что от них доступно 3 платы (HiFive1, HiFive Unleashed и HiFive Unmatched) и около 7-и микроархитектур (E20/E21/E24/S21, 21G2, E31/E34/S54/S51/U54, E76/S76/U74, P270, P550, X280).
Можно разработать суперкрутой проц, но если не будет его поддержки, группы энтузиастов, которые из за любви к искусству будут с ним квырятся и писать бесплатные библиотеки, то это проц умрет так и не дойдя до широкого рынка.
Из наших разработчиков более менее "нормальный" это миландр, да и то, его документация оставляет желать лучшего, но опять нет ни поддержки opencm3 ни каких то стартовых наборов, которая ты же stm просто раздает на презентациях.
Что касается эльбруса-это мертвый проект, который никогда не получит распространения. Потому что изготовить проц это полдела, главное заставить разработчиков и программистов им заинтересоваться и тратить свое время на отладку и поиск багов.
Так что ваши рассуждения, вот мол зальем деньгами и мы в первых рядах это чистое прожектерство. Пока не будет этих процов, отладочных плат в продаже в том же чипидипе-это просто мне новый проект и попил бабла.
Dixi
Цены на пластины из таблицы не имеют ничего общего с действительностью особенно для РФ.
Это цены при заказах в сотни тысяч пластин, а наши фаблессы заказывают их десятками и сотнями и не напрямую у фабрики, а через VCA с их маржей, разумеется.
Плюс только в сентябре TSMC повысила цены ещё на 20%.
Расчёт КВГ также видится оптимистичным.
наши фаблессы заказывают их десятками и сотнями и не напрямую у фабрики, а через VCA
Про это в тексте есть специальная оговорка. Порядок цифр это никак не поменяет.
Плюс только в сентябре TSMC повысила цены ещё на 20%.
Вы можете легко добавить 20% и пересчитать. А вообще, понятно же что это ориентировочный расчёт. Никто же не выложит в паблик полностью всё документацию и договоры с цифрами. Тем более если они ещё и регулярно меняются. В любом случае, все приведённые цифры вполне отображают реальную экономику процесса.
Расчёт КВГ также видится оптимистичным.
Он сделан на основе имеющихся данных. Если у вас есть другие, можете их привести.
Что нам стоит чип построить? Об экономике создания микропроцессоров