不看不知道,我國CPU製造玩家還真不少

CPU(中央處理器)是計算機的大腦,它指揮控制著電腦各個部件運行。製造CPU是一項非常需要技術的活,從原料硅製備到芯片生產到封裝測試,涉及的產業非常廣泛,並且都要求極嚴,而要進入任何一個細分行業都門檻極高。

我國多年嚴重依賴芯片進口,而PC用CPU市面僅有intel和AMD在臺上唱二人轉,我們的廠家很難擠得進這個小圈子。如果不是因為“中國”和“外國”的區別,如果不是人家一鬧性子不賣,我們也沒必要什麼都自己做。但是,現今的狀況是特不靠普先生明確說了要限制中國。因此,每當網上報道國產CPU時,網友的第一反應是“敢不敢拿出來賣啊!”

不過,現在真的有一家國產CPU開始在淘寶上可以買得到了。我之前談過兆芯的X86授權問題,今天我們來盤點一下我們到底有多少CPU廠家。

不看不知道,我國CPU製造玩家還真不少

CPU按照指令集的複雜程度,可以分成兩類:精簡指令集(RISC)和複雜指令集(CISC)。指令集先進與否決定了CPU性能有多強。

早期的CPU全是CISC,它的設計目的是讓外部生成的簡單指令就可以被機器讀懂,方便編譯器的開發,但是這樣就會讓CPU內部的指令集非常複雜,對CPU架構和電路設計提出了更高的要求,這類CPU的代表就是我們常用的X86處理器。

與之相對的則是RISC,外部指令要被RISC處理器讀懂,配套的編譯器需要非常強大,能將複雜的指令簡單化,因而RISC的製造會簡單許多,在同等工藝下能製造出特定功能性更強的CPU,這類處理器的代表就要是ARM和Power處理器。

按照指令集的不同,目前世界上的CPU共分成5大體系。分別是:

RISC:ARM體系、MIPS體系、Power體系、Alpha體系

CISC:X86體系

雖說世界上有五大體系,但是現在只有中國可以找全五大體系廠家。

不看不知道,我國CPU製造玩家還真不少

1.國產MIPS處理器

龍芯是2002年中國科學院計算所研發的CPU,採用MIPS架構搭配Linux系統。最先龍芯沒有經過MIPS正式授權,2009年兩家達成和解,龍芯付了一筆費用永久性獲得了MIPS32和MIPS64架構的授權。目前,龍芯電已不是MIPS的仿製品,它自主研發指令將MIPS指令擴充了一倍。

龍芯已完全實現自給自足,收入主要來源太空芯片銷售、高溫芯片銷售、對外IP授權銷售、嵌入式方案銷售和黨政軍採購,2019年出貨量達50萬顆,使用龍芯的筆記本、一體機、服務器、雲終端、網絡安全設備、工業控制計算機等產品已經運用於我國的各行各業。

不看不知道,我國CPU製造玩家還真不少

北京君正我們聽得比較少,它主打嵌入式芯片,專注於可穿戴,物聯網領域。由於嵌入式設備軟件生態鏈短,不需要CPU性能有多強,著重點在於廉價、低功耗和尺寸,在市場上競爭的企業較多。君正是一家純商業化公司,為小米手環供過貨,出貨量還不錯。

2.國產ARM處理器

ARM全稱為Advanced RISC Machines(高級RISC核心),使用32位精簡指令集,ARM處理器具有低功耗高性能、大量使用寄存器讀取指令快、體積小、指令長度固定、節省存儲空間等特點。ARM的授權模式比較多,在國內有比較多的廠家,發展得比較好的有華為海思、飛騰、展訊。

海思是國內ARM商業化最成功的公司,現在發展到手機、監控設備、機頂盒、電視和路由器等都有相應的芯片,最新的麒麟990 5G版,採用7nm euv工藝,集成5G基帶,其CPU性能可與目前世界一流水平的手機處理器驍龍865、A13同臺競技。目前,海思的鯤鵬920開始進入服務器和PC,不過暫時還難以X86市場造成影響。

不看不知道,我國CPU製造玩家還真不少

飛騰是中國國防科技大學高性能處理器研究團隊建立的企業,它先是以Intel的 IA-64指令集為基礎做逆向工程,後來飛騰放棄了這個指令集,又轉向開源Sparc V9 架構,2010年銀河一號擴容時加入2048顆飛騰FT-1000處理器,在天河二號中又使用了4096顆FT-1500芯片。

不過,Sparc架構的母公司被Oracle收購之後,沒有開源新的SPARC指令集,於是飛騰果斷轉向了ARM陣營。飛騰也購買了ARMv8指令集的永久授權,最新產品2019年9月發佈的FT-2000/4處理器,主要面向臺式機或者筆記本,已和國產銀河麒麟操作系統(PC版)完成了全部適配工作,主要客戶是軍隊、政府等單位。

不看不知道,我國CPU製造玩家還真不少

展訊每年出貨量達到6億片之多,佔據全球手機芯片市場25%份額,僅次於高通和聯發科。你可能會有疑問,這麼在的量,為什麼在國內很難遇到採用展訊芯片的手機呢?其實展訊手機芯片主要用於老人機、三防手機上,僅支持GSM、GPRS兩種網絡制式,主要市場集中在非洲、東南亞等低收入海外市場。

不看不知道,我國CPU製造玩家還真不少

3.國產Power處理器

Power架構是IBM開發的指令集架構,曾經大到超算,小到車載音響都有它的身影,但現在因Power價格昂貴,在高性能計算方面敗給X86,在其它設備上則不如ARM處理器尺寸小,功耗低。IBM意識到這個問題,開始授權給更多公司,2016年中昊宏芯獲得了POWER 8芯片架構和指令系統的永久授權,但中昊研發過程不順利,最終Power處理器一直難產。2019年8月POWER指令集架構正式開源,或許這能促進國產Power處理器出現。

4.國產Alpha處理器

之前我特別寫過我國的Alpha處理器公司——申威。Alpha是DEC公司製造的處理器架構,支持UNIX、Linux等系統,後來DEC公司被美國惠普收購之後,就將其放棄了。無錫的江南計算所買了Alpha架構的所有設計資料,開發出大名鼎鼎的申威處理器,而申威也成了Alpha架構在世界上的獨苗苗。

Alpha指令集和微結構技術專利大多已過期或快過期,申威成了國內完全自主可控的國產處理器。江南計算所在原有Alpha指令集的基礎上增添了SIMD等特色的擴展指令集,還拓展了多核架構,把Alpha架構處理器發展到新的高度,現在的申威處理器和以前的Alpha處理器已經不可同日而語,最新的申威SW26010處理器使用了申威為高性能計算自主研發的指令集,頻率1.45GHz,260個核心。

曾經多年排世界第一的超算神威·太湖之光用了多達40960顆申威26010眾核處理器,全部是超算的運算主力。不過,目前處理器主要用於超算和服務器,普通消費者難以接觸到。

不看不知道,我國CPU製造玩家還真不少

5.國產X86處理器

X86最大的問題是授權問題,我在前篇文章分析過兆芯的授權,這裡不再贅述,有興趣的朋友可以翻看一下。最新KX-6000系列據稱性能可以媲美七代酷睿i5,現已推到市場零售,可以在淘寶上買到。

不看不知道,我國CPU製造玩家還真不少

還有一家海光,X86授權自AMD。AMD為了規避和Intel的交叉授權協議,和海光的合作非常複雜,AMD和天津海光先成立合資公司A,合資公司AMD是大股東。隨後AMD和海光成立合資公司B,這家公司海光是大股東,購買合資公司A設計的IP授權再進行CPU設計,這樣就規避了AMD和Intel的交叉協議。不過這樣的做法海光處理器是十分受制於AMD的,海光處理器被規定只能在中國銷售,一旦AMD翻臉,海光是沒法自主可控。

目前海光生產的Dhyana(禪定)處理器已經開始流片,由14nm打造,基於ZEN架構,應該就是一代EPYC的仿製版,目標是應用於服務器市場。

不看不知道,我國CPU製造玩家還真不少

最後一家是北京北大眾志(MPRC)微系統科技有限責任公司,它是北京大學成立的全資校辦企業。成立於2002年11月,是國家集成電路設計行業的重要骨幹企業,承擔了多項國家863重大專項課題。但是據說其芯片性能被龍芯完虐!現在官網已打不開,可能其X86授權也早已失效。

總結一下:

我國CPU的製造玩家不少,但是強者還沒有產生,與國外雖有較大差距,但是一旦被人禁運,並不是就沒得玩了。如今在特不靠普的打壓之下,反而有了欣欣向榮的勢頭。


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