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細數中國自主CPU現狀：比肩Intel指日可待？
來(lái)源自：捷世智通 點(diǎn)擊數：6474 發(fā)布時(shí)間：2017-03-21
轉載: 太平洋電腦網(wǎng)
ZEN處理器還要一段時(shí)間才發(fā)售，現在的桌面CPU市場(chǎng)可謂百無(wú)聊賴(lài)啊，既然國外產(chǎn)品不給力，那么我們就來(lái)談?wù)剣a(chǎn)CPU吧！
國產(chǎn)CPU雖然大家基本都沒(méi)用過(guò)，不過(guò)知名度卻是不低，先有頂級超算天河，后有自研CPU龍芯，除此之外還有不少各具特色的國產(chǎn)U，下面一起看看到底有哪些自研的國產(chǎn)CPU吧：
1.龍芯—血統純正的國產(chǎn)U
龍芯老實(shí)說(shuō)不是最早國產(chǎn)U，也不是最成功的，但它偏偏知名度最高，各種電視新聞報道，中科院出身，血統純正，名正言順的成為國產(chǎn)CPU的代表產(chǎn)品。以計算角度來(lái)看，龍芯確實(shí)是比較純正的國產(chǎn)CPU，但指令集依然不是自創(chuàng )的，使用的是MIPS的指令集，并在此基礎上發(fā)展出了自己的一套規范。
龍芯之父胡偉武博士說(shuō)過(guò)可以把CPU做到世界第一，但是指令集不同，軟件無(wú)法使用，用戶(hù)絕對是不會(huì )買(mǎi)賬的，打造自己的軟件生態(tài)系統花費巨大，無(wú)奈之下龍芯只好選擇當時(shí)在大學(xué)、科研單位有良好基礎的MIPS指令集。雖然指令集是別人的，但在龍芯的開(kāi)發(fā)下，新加入了500多條自定義指令，運算效率極大提升，最新的龍芯3A3000單線(xiàn)程性能約為Intel I5 4460的三分之一。
紙面上雖然這樣說(shuō)，不過(guò)龍芯幾乎沒(méi)什么應用支持，只是個(gè)光桿司令單純參數并沒(méi)有什么參考意義，期待龍芯在桌面市場(chǎng)有所表現不怎么科學(xué)。不過(guò)軍工航天領(lǐng)域倒是有大大的發(fā)展空間，15年發(fā)射的北斗雙星就是搭載的龍芯，性能以及價(jià)格都遠遠優(yōu)于進(jìn)口宇航CPU，后續的國防航宇領(lǐng)域都會(huì )搭載國產(chǎn)CPU，相信這將是國產(chǎn)U的正確發(fā)展道路。
2.申威/飛騰—有軍方背景的最成功代表
上面龍芯是中科院出身走的軍工路，而申威和飛騰都是有軍方背景研究設施的親兒子，比起龍芯更理所當然的承擔起國產(chǎn)軍工CPU的制造任務(wù)。指令集方面，申威處理器使用的是Alpha架構，而飛騰在幾經(jīng)周轉之下，最終選擇了ARM V8指令集。
龍芯在桌面市場(chǎng)還有叫得出名字的產(chǎn)品，而申威則是專(zhuān)注超算領(lǐng)域，旗下的神威?太湖之光也打破“天河二號”的六連冠，問(wèn)鼎世界超算第一，神威采用的CPU SW26010，260核心，Alpha 64位架構，性能幾乎是天河2號的三倍，但總功耗反而更低了。而使用AMR架構的飛騰處理器則是在服務(wù)器CPU領(lǐng)域發(fā)力，旗下“火星”服務(wù)器CPU，全芯片性能與Intel Xeon E5-2699v3相當，早些年還在山寨Intel現在已經(jīng)能與大哥相媲美，實(shí)屬難得。
3.兆芯/海光—政策驅動(dòng)下的后期新秀
上面說(shuō)到的國產(chǎn)U都有個(gè)問(wèn)題，就是不支持WINDOWS，想要快速研發(fā)出可以商用的CPU，還是要老實(shí)的走X86路線(xiàn)，可這是Intel的吃飯家伙啊，想要獲得他的授權基本沒(méi)可能，這可怎么辦？此時(shí)，家有一老如有一寶，國產(chǎn)廠(chǎng)商很順利的勾搭上風(fēng)燭殘年的臺灣VIA，雖然VIA只剩下個(gè)殼子，但好歹還是有X86專(zhuān)利的，面對大陸的重金禮聘，自然樂(lè )意和大陸合作了。
兆芯公司是13年由上海國資委旗下的聯(lián)和投資與VIA成立的，上海出資80%，VIA占股20%，說(shuō)白了就是大陸出錢(qián)，VIA出技術(shù)，而目前的產(chǎn)品沒(méi)一點(diǎn)和自主沾邊的（除了名字），說(shuō)白了就是貼牌，VIA 十年不更新的VIA Nano馬甲，性能可以看下圖：
性能非常的寒磣，也看得出只要是老老實(shí)實(shí)的開(kāi)發(fā)，技術(shù)封鎖什么的根本不是事，完全可以達到國際水平，然而為什么這樣擺明貼牌的U都能叫中國芯呢？原因在于國家政策——“核高基”，根據公開(kāi)報道兆芯拿到的核高基補貼高達56億，后續還在申請，總額高達70億，老實(shí)說(shuō)，即使兆芯今后再不務(wù)正業(yè)，未來(lái)5年也完全不愁吃喝。這里ZF又犯了急于求成的大忌，前些年自主研發(fā)的國產(chǎn)U收效甚微，為了加速發(fā)展，承認引進(jìn)技術(shù)的企業(yè)，于是造就了這樣毫無(wú)自主可言的“中國芯”。
說(shuō)VIA缺錢(qián)，其實(shí)AMD也缺錢(qián)，于是今年AMD也向中國公司授權X86，授權公司為天津海光，AMD獲得2.93億美元的授權費，雙方還會(huì )成立合資公司。即使是成立合資公司，前幾年的產(chǎn)品依然是AMD的馬甲U為主，但是AMD技術(shù)起碼是有的，不像VIA兆芯起點(diǎn)如此之低，國內公司能否把AMD技術(shù)吃透，這就需要時(shí)間來(lái)驗證了。
4.海思—民營(yíng)芯片企業(yè)的佼佼者
華為的海思大家都不陌生吧，相比前面毛都摸不著(zhù)的產(chǎn)品，海思的處理器大家可是天天在用的，除了海思，還有展訊、全志、瑞芯微等一眾民營(yíng)芯片企業(yè)，他們都沒(méi)什么大背景，除了海思背靠華為這家大公司，其他的成績(jì)完全是靠自己打拼出來(lái)的，進(jìn)步也是非常大。
對企業(yè)商人來(lái)說(shuō)，活下去賺錢(qián)才是硬道理，以市場(chǎng)為導向，選擇當前最為熱門(mén)的ARM架構，雖然前期都是貼牌，不過(guò)經(jīng)過(guò)了幾代的發(fā)展，最新的海思麒麟960已經(jīng)達到了國際頂級水平，同時(shí)華為產(chǎn)品的高溢價(jià)也為海思留出充足的利潤空間。
以上都是能拿出產(chǎn)品的企業(yè)，此外還有獲得IBM Power架構授權的宏芯，MIPS授權的君正和X86授權的北大眾志，不過(guò)他們的產(chǎn)品更多留在PPT或者是展示臺上面，要單出拿出來(lái)說(shuō)還欠點(diǎn)火候。
各架構優(yōu)劣：
MIPS：“學(xué)院派”代表龍芯所選擇的指令體系，雖然不是自創(chuàng )的指令集，不過(guò)龍芯這些年的開(kāi)發(fā)已經(jīng)完全超越MIPS范疇了，大可看成是龍芯自家的東西，在自主性方面是最好的。
不過(guò)，當前軟件行業(yè)對MIPS體系的支持極為薄弱，即使龍芯多年來(lái)積極打造自己的軟件生態(tài)系統，下游多達兩百多家支援企業(yè)，生存環(huán)境依然舉步維艱，如果國家真決定要使用龍芯產(chǎn)品，恐怕將要花費空前的資金去部署軟件生態(tài)。
Alpha：“軍方派”代表申威所選擇的指令體系，鑒于A(yíng)lpha相關(guān)專(zhuān)利大都過(guò)了保護期，申威完全可以自由使用，自主性也是有極大保障的。不過(guò)缺點(diǎn)依然和上面龍芯一樣，軟件支持極為缺乏，幸好申威走的是超算路線(xiàn)，并不急于打入主流市場(chǎng)。
ARM：“民營(yíng)派”最喜愛(ài)的指令體系，產(chǎn)品廣泛使用于智能手機和移動(dòng)設備上，同時(shí)ARM架構體系成熟，軟件支持豐富，易于開(kāi)發(fā)成品和實(shí)現盈利，對國家資金扶持的依賴(lài)程度小。
在主流市場(chǎng)X86統治的情況下，ARM是當前最有力的競爭者，市場(chǎng)前景廣闊。缺點(diǎn)在于國內企業(yè)需要定期向ARM購買(mǎi)授權，核心技術(shù)依然在A(yíng)RM，國內企業(yè)缺乏自主性，安全性更是無(wú)從談起。
x86：可謂“國資派”的最?lèi)?ài)指令集了，拿來(lái)就能用，還能拿國家項目基礎，也是美滋滋的。X86最好用，然而也是水最深的，長(cháng)期使用很可能就被授權方掐脖子。
根據目前情況，X86的2家授權公司都有著(zhù)不同情況的困境，對中國的技術(shù)開(kāi)放相信也會(huì )進(jìn)一步提升，考慮到目前國內情況，合作開(kāi)發(fā)出符合ZF信息安全需求的產(chǎn)品，可謂“中國芯”最現實(shí)的發(fā)展道路。
“中國芯”的未來(lái)
在當前的技術(shù)環(huán)境下，建立全新的標準是非常艱辛的道路，根據實(shí)事求是精神，與國外合作開(kāi)發(fā)合乎安全需求的X86處理器是當前比較現實(shí)的做法。與此同時(shí)ZF也應該扶持真正自主的CPU發(fā)展，例如龍芯和申威，即使當前軟件支持十分脆弱，但“中國芯”的最終希望還是要落在它們身上。
ZEN處理器還要一段時(shí)間才發(fā)售，現在的桌面CPU市場(chǎng)可謂百無(wú)聊賴(lài)啊，既然國外產(chǎn)品不給力，那么我們就來(lái)談?wù)剣a(chǎn)CPU吧！
國產(chǎn)CPU雖然大家基本都沒(méi)用過(guò)，不過(guò)知名度卻是不低，先有頂級超算天河，后有自研CPU龍芯，除此之外還有不少各具特色的國產(chǎn)U，下面一起看看到底有哪些自研的國產(chǎn)CPU吧：
1.龍芯—血統純正的國產(chǎn)U
龍芯老實(shí)說(shuō)不是最早國產(chǎn)U，也不是最成功的，但它偏偏知名度最高，各種電視新聞報道，中科院出身，血統純正，名正言順的成為國產(chǎn)CPU的代表產(chǎn)品。以計算角度來(lái)看，龍芯確實(shí)是比較純正的國產(chǎn)CPU，但指令集依然不是自創(chuàng )的，使用的是MIPS的指令集，并在此基礎上發(fā)展出了自己的一套規范。
龍芯之父胡偉武博士說(shuō)過(guò)可以把CPU做到世界第一，但是指令集不同，軟件無(wú)法使用，用戶(hù)絕對是不會(huì )買(mǎi)賬的，打造自己的軟件生態(tài)系統花費巨大，無(wú)奈之下龍芯只好選擇當時(shí)在大學(xué)、科研單位有良好基礎的MIPS指令集。雖然指令集是別人的，但在龍芯的開(kāi)發(fā)下，新加入了500多條自定義指令，運算效率極大提升，最新的龍芯3A3000單線(xiàn)程性能約為Intel I5 4460的三分之一。
紙面上雖然這樣說(shuō)，不過(guò)龍芯幾乎沒(méi)什么應用支持，只是個(gè)光桿司令單純參數并沒(méi)有什么參考意義，期待龍芯在桌面市場(chǎng)有所表現不怎么科學(xué)。不過(guò)軍工航天領(lǐng)域倒是有大大的發(fā)展空間，15年發(fā)射的北斗雙星就是搭載的龍芯，性能以及價(jià)格都遠遠優(yōu)于進(jìn)口宇航CPU，后續的國防航宇領(lǐng)域都會(huì )搭載國產(chǎn)CPU，相信這將是國產(chǎn)U的正確發(fā)展道路。
2.申威/飛騰—有軍方背景的最成功代表
上面龍芯是中科院出身走的軍工路，而申威和飛騰都是有軍方背景研究設施的親兒子，比起龍芯更理所當然的承擔起國產(chǎn)軍工CPU的制造任務(wù)。指令集方面，申威處理器使用的是Alpha架構，而飛騰在幾經(jīng)周轉之下，最終選擇了ARM V8指令集。
龍芯在桌面市場(chǎng)還有叫得出名字的產(chǎn)品，而申威則是專(zhuān)注超算領(lǐng)域，旗下的神威?太湖之光也打破“天河二號”的六連冠，問(wèn)鼎世界超算第一，神威采用的CPU SW26010，260核心，Alpha 64位架構，性能幾乎是天河2號的三倍，但總功耗反而更低了。而使用AMR架構的飛騰處理器則是在服務(wù)器CPU領(lǐng)域發(fā)力，旗下“火星”服務(wù)器CPU，全芯片性能與Intel Xeon E5-2699v3相當，早些年還在山寨Intel現在已經(jīng)能與大哥相媲美，實(shí)屬難得。
3.兆芯/海光—政策驅動(dòng)下的后期新秀
上面說(shuō)到的國產(chǎn)U都有個(gè)問(wèn)題，就是不支持WINDOWS，想要快速研發(fā)出可以商用的CPU，還是要老實(shí)的走X86路線(xiàn)，可這是Intel的吃飯家伙啊，想要獲得他的授權基本沒(méi)可能，這可怎么辦？此時(shí)，家有一老如有一寶，國產(chǎn)廠(chǎng)商很順利的勾搭上風(fēng)燭殘年的臺灣VIA，雖然VIA只剩下個(gè)殼子，但好歹還是有X86專(zhuān)利的，面對大陸的重金禮聘，自然樂(lè )意和大陸合作了。
兆芯公司是13年由上海國資委旗下的聯(lián)和投資與VIA成立的，上海出資80%，VIA占股20%，說(shuō)白了就是大陸出錢(qián)，VIA出技術(shù)，而目前的產(chǎn)品沒(méi)一點(diǎn)和自主沾邊的（除了名字），說(shuō)白了就是貼牌，VIA 十年不更新的VIA Nano馬甲，性能可以看下圖：
性能非常的寒磣，也看得出只要是老老實(shí)實(shí)的開(kāi)發(fā)，技術(shù)封鎖什么的根本不是事，完全可以達到國際水平，然而為什么這樣擺明貼牌的U都能叫中國芯呢？原因在于國家政策——“核高基”，根據公開(kāi)報道兆芯拿到的核高基補貼高達56億，后續還在申請，總額高達70億，老實(shí)說(shuō)，即使兆芯今后再不務(wù)正業(yè)，未來(lái)5年也完全不愁吃喝。這里ZF又犯了急于求成的大忌，前些年自主研發(fā)的國產(chǎn)U收效甚微，為了加速發(fā)展，承認引進(jìn)技術(shù)的企業(yè)，于是造就了這樣毫無(wú)自主可言的“中國芯”。
說(shuō)VIA缺錢(qián)，其實(shí)AMD也缺錢(qián)，于是今年AMD也向中國公司授權X86，授權公司為天津海光，AMD獲得2.93億美元的授權費，雙方還會(huì )成立合資公司。即使是成立合資公司，前幾年的產(chǎn)品依然是AMD的馬甲U為主，但是AMD技術(shù)起碼是有的，不像VIA兆芯起點(diǎn)如此之低，國內公司能否把AMD技術(shù)吃透，這就需要時(shí)間來(lái)驗證了。
4.海思—民營(yíng)芯片企業(yè)的佼佼者
華為的海思大家都不陌生吧，相比前面毛都摸不著(zhù)的產(chǎn)品，海思的處理器大家可是天天在用的，除了海思，還有展訊、全志、瑞芯微等一眾民營(yíng)芯片企業(yè)，他們都沒(méi)什么大背景，除了海思背靠華為這家大公司，其他的成績(jì)完全是靠自己打拼出來(lái)的，進(jìn)步也是非常大。
對企業(yè)商人來(lái)說(shuō)，活下去賺錢(qián)才是硬道理，以市場(chǎng)為導向，選擇當前最為熱門(mén)的ARM架構，雖然前期都是貼牌，不過(guò)經(jīng)過(guò)了幾代的發(fā)展，最新的海思麒麟960已經(jīng)達到了國際頂級水平，同時(shí)華為產(chǎn)品的高溢價(jià)也為海思留出充足的利潤空間。
以上都是能拿出產(chǎn)品的企業(yè)，此外還有獲得IBM Power架構授權的宏芯，MIPS授權的君正和X86授權的北大眾志，不過(guò)他們的產(chǎn)品更多留在PPT或者是展示臺上面，要單出拿出來(lái)說(shuō)還欠點(diǎn)火候。
各架構優(yōu)劣：
MIPS：“學(xué)院派”代表龍芯所選擇的指令體系，雖然不是自創(chuàng )的指令集，不過(guò)龍芯這些年的開(kāi)發(fā)已經(jīng)完全超越MIPS范疇了，大可看成是龍芯自家的東西，在自主性方面是最好的。
不過(guò)，當前軟件行業(yè)對MIPS體系的支持極為薄弱，即使龍芯多年來(lái)積極打造自己的軟件生態(tài)系統，下游多達兩百多家支援企業(yè)，生存環(huán)境依然舉步維艱，如果國家真決定要使用龍芯產(chǎn)品，恐怕將要花費空前的資金去部署軟件生態(tài)。
Alpha：“軍方派”代表申威所選擇的指令體系，鑒于A(yíng)lpha相關(guān)專(zhuān)利大都過(guò)了保護期，申威完全可以自由使用，自主性也是有極大保障的。不過(guò)缺點(diǎn)依然和上面龍芯一樣，軟件支持極為缺乏，幸好申威走的是超算路線(xiàn)，并不急于打入主流市場(chǎng)。
ARM：“民營(yíng)派”最喜愛(ài)的指令體系，產(chǎn)品廣泛使用于智能手機和移動(dòng)設備上，同時(shí)ARM架構體系成熟，軟件支持豐富，易于開(kāi)發(fā)成品和實(shí)現盈利，對國家資金扶持的依賴(lài)程度小。
在主流市場(chǎng)X86統治的情況下，ARM是當前最有力的競爭者，市場(chǎng)前景廣闊。缺點(diǎn)在于國內企業(yè)需要定期向ARM購買(mǎi)授權，核心技術(shù)依然在A(yíng)RM，國內企業(yè)缺乏自主性，安全性更是無(wú)從談起。
x86：可謂“國資派”的最?lèi)?ài)指令集了，拿來(lái)就能用，還能拿國家項目基礎，也是美滋滋的。X86最好用，然而也是水最深的，長(cháng)期使用很可能就被授權方掐脖子。
根據目前情況，X86的2家授權公司都有著(zhù)不同情況的困境，對中國的技術(shù)開(kāi)放相信也會(huì )進(jìn)一步提升，考慮到目前國內情況，合作開(kāi)發(fā)出符合ZF信息安全需求的產(chǎn)品，可謂“中國芯”最現實(shí)的發(fā)展道路。
“中國芯”的未來(lái)
在當前的技術(shù)環(huán)境下，建立全新的標準是非常艱辛的道路，根據實(shí)事求是精神，與國外合作開(kāi)發(fā)合乎安全需求的X86處理器是當前比較現實(shí)的做法。與此同時(shí)ZF也應該扶持真正自主的CPU發(fā)展，例如龍芯和申威，即使當前軟件支持十分脆弱，但“中國芯”的最終希望還是要落在它們身上。
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