近年來,中國政府大力發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè),國產(chǎn) CPU 如同雨后春筍般成長起來。國

產(chǎn) CPU 性能到底怎么樣,和英特爾的差距到底在哪里?筆者接下來對國產(chǎn) CPU 做一

個比較全面客觀的盤點。

X86 陣營:瀾起、海光、兆芯

2016 年起,瀾起科技與 Intel、清華大學(xué)合作,開發(fā)出津逮 CPU。津逮 CPU 其實就

是在 Intel CPU 上加一個所謂的安全模塊,是 CPU+ASIC。由于本身用的就是英特爾

的 X86 CPU,因而在性能上是可以媲美英特爾的 CPU。問題就在于,增加一個 ASIC

會導(dǎo)致額外封裝成本,以及 ASIC 本身也有成本,因而能不能把成本控制下來是關(guān)鍵。

另外,能否保證 100%安全可控,這也是需要時間檢驗的問題。海光是 AMD 和曙

光成立的合資公司。

在銳龍問世前,AMD 在商業(yè)上被英特爾壓著打,因而向中國大陸拋出橄欖枝,成

立合資公司,并將 Zen 的源代碼和設(shè)計文檔等技術(shù)資料授予合資公司。

就性能來說,Zen 屬于國際一流水平,具有市場競爭力,

這一點從 AMD 股價在過去幾年上漲 800%就能體現(xiàn)出來。據(jù)說海光已經(jīng)在進行產(chǎn)品

的迭代創(chuàng)新,如果能夠把技術(shù)消化吸收,并把成本控制下來,在商業(yè)市場和英特爾

搶飯碗,那是挺好的。

兆芯是上海國資與中國臺灣 VIA 成立的合資公司。在十二五期間,合資公司承接了

核高基 01 專項,獲得了海量資金扶持。兆芯通過引進 VIA 的技術(shù),做了數(shù)代改進,

最新的 KX6000,性能達到老一代 AMD 處理器的水平,如果能夠把成本降下來,那

么在上網(wǎng)本、瘦客戶端等平臺上還是有一定潛力的。誠然,兆芯 CPU 性能提升比較

明顯,但和瀾起津逮 CPU 和海光 CPU 在性能上還是有不小差距。

ARM 陣營:ARM mini China、華為、飛騰、華芯通

隨著中國掀起芯片熱,ARM 也來大陸開設(shè)合資公司。一些網(wǎng)友把中方占股 ARM mini

China 51%的股份視為中國可以通過這種方式不再懼怕國外制裁。數(shù)月前,ARM 決

定制裁華為,ARM mini China 與 ARM 保持一致步調(diào)共同制裁華為,這足以說明,

ARM mini China 對于中國實現(xiàn) CPU 自主可控沒有任何關(guān)系。

多年前,ARM 服務(wù)器 CPU 被諸多行業(yè)人士看好,并認為有希望取代 X86,或侵蝕部

分 X86 服務(wù)器 CPU 市場。于是,AMD、高通、博通等一大批知名國外公司相繼參與,

華為和飛騰也加入這波浪潮。

華為的ARM服務(wù)器CPU獲得了核高基等國家資源的扶持。其ARM服務(wù)器有Hi1610、

Hi1612、Hi1616、Hi1620。Hi1616 就是鯤鵬 916,Hi1620 就是鯤鵬 920,華為宣

傳鯤鵬 920 性能超出業(yè)界標桿 25%,同時,能效比優(yōu)于業(yè)界標桿 30%。就芯片設(shè)計

本身來說,Hi1610、Hi1612 是買 A57 做集成,Hi1616 是買 A72 做集成。Hi1620

雖然華為官方宣傳自主,但根據(jù)技術(shù)發(fā)展一般規(guī)律來看,應(yīng)該是站在巨人肩膀上的

產(chǎn)物。

飛騰的 ARM 服務(wù)器和華為的發(fā)展模式類似。飛騰已經(jīng)研發(fā)了 FT1500A、FT2000、

FT2000plus 等幾款芯片,其中,F(xiàn)T2000plus 雖然在單核性能上與英特爾差距較大,

但在多核上飛騰對標英特爾 E5 處理器。

華芯通是貴州政府與高通成立的合資公司。高通將向合資公司提供其服務(wù)器芯片專

有技術(shù),支持新公司在未來的發(fā)展。根據(jù)公開消息,華芯通首期注冊資本 18.5 億元,

貴州方面占股 55%,高通方面占股 45%。雖然這項合資一度被非??春?,但在 2019

年 4 月底,華芯通宣布關(guān)門。

ARM 服務(wù)器 CPU 有三個問題,一是性能,二是生態(tài),三是價格。

就性能來說,雖然華為和飛騰紛紛用 PPT 對標,甚至“吊打”英特爾,但其實是用 48

核、64 核對戰(zhàn)英特爾 14 核、28 核。國產(chǎn) ARM CPU 在單核性能上與英特爾還是有

不小差距的,因而只能用堆核心數(shù)來對比多核性能。然而,CPU 最關(guān)鍵的恰恰是單

核性能,實踐證明,強勁的單核性能+超線程才是最優(yōu)解。單核性能上不去,盲目堆

核心數(shù)是邪路。

就生態(tài)來說,雖然早在 4、5 年前業(yè)界就盛傳 ARM 在服務(wù)器上的生態(tài)會很豐富,但

時至今日,當年夸下的??谝廊恢皇?PPT。X86 在 PC 和服務(wù)器上的優(yōu)勢異常穩(wěn)固。

就價格來說,芯片的價格與產(chǎn)量息息相關(guān),在這方面,英特爾相對于國產(chǎn) ARM CPU

有明顯優(yōu)勢。加上國產(chǎn) ARM 服務(wù)器 CPU 普遍采用堆核心數(shù)量的做法,這又進一步

加大了芯片的成本,因而這些國產(chǎn) ARM 服務(wù)器 CPU 反而比英特爾賣的更貴。

高通、AMD 等國外巨頭之所以放棄 ARM 服務(wù)器 CPU,華芯通之所以關(guān)門,根源就

在于純商業(yè)模式下,ARM 服務(wù)器 CPU 走不通。正是因此,華為和飛騰都往央采

和安全可控市場沖。

MIPS/SW64:龍芯、申威

龍芯成立于 2001 年。在“十五”期間龍芯獲得國家較大扶持,在“十一五”期間,政策

上加大了對芯片項目的審核力度,國家對芯片項目的撥款變得“非常謹慎”,這使國家

資金遲遲沒有到位,是李國杰院士用計算所的經(jīng)費支持龍芯研發(fā)。在“十二五”之后,

龍芯只能自己賺錢和依靠投資人的投資養(yǎng)活自己。在過去 18 年的時間里,國家只給

了龍芯 5 億多的經(jīng)費。正因為囊中羞澀,使龍芯在“斷奶后”,芯片的制造工藝上普遍

落后于同時期其他國產(chǎn) CPU。

就 CPU 最關(guān)鍵的單核性能來說,龍芯依靠自己的芯片設(shè)計能力,在制造工藝落后 1-2

代的情況下,單核性能進步迅速,達到 20 分。誠然,龍芯這幾年進步很快,但 CPU

性能和生態(tài)與英特爾還是有很大差距。

SW 由相關(guān)單位設(shè)計,在超算上取得成功后,SW 開始把服務(wù)器作為發(fā)力的方向,2019

年會有 SW3231 問世,2020 年 SW3232 會問世。就單核性能來說,SW3232 的預(yù)

定目標是 25 分左右,如果能夠達到預(yù)期性能,且能夠解決軟件生態(tài)的問題,在一定

范圍內(nèi)小規(guī)模推廣是可以期待的。

RISC-V

近年來,輿論上和行業(yè)里部分人認為 RISC-V 已經(jīng)過度炒作,這種炒作和幾年前高調(diào)

炒作 ARM 進軍服務(wù)器 CPU,ARM 前景無限非常類似。

可以說,在純商業(yè)模式下完全依賴“看不見的手”進行調(diào)控,想要擠掉英特爾、ARM

在各自強勢領(lǐng)域的市場份額,是不可能完成的任務(wù)。只有通過“看得見的手”進行調(diào)控,

后來者才能有一個茁壯成長的機會。

因此,對于 RISC-V 而言,單純依靠市場的力量,能夠做的是在嵌入式方面有所作為,

比如在物聯(lián)網(wǎng)的大潮下,做一些嵌入式應(yīng)用,無法在 PC 和服務(wù)器這類對性能要求較

高的市場有所作為。因為在這些方面依靠市場力量搞 RISC-V,就如同在 PC 和服務(wù)

器推 ARM,在移動端推 X86 一樣悲劇。

國產(chǎn) CPU 宜良性競爭

國產(chǎn)基礎(chǔ)軟硬件最理想的狀態(tài),是國內(nèi)所有 CPU 公司圍繞一套指令集設(shè)計 CPU,軟

件廠商圍繞這套指令集建生態(tài)。比較現(xiàn)實的做法是通過市場競爭優(yōu)勝劣汰,前提是

必須有良好的規(guī)則,否則只能是“劣幣驅(qū)逐良幣”。

首先,不宜搞拉偏架式幫扶補貼。近年來,國家對集成電路產(chǎn)業(yè)的扶持力度很大。

誠然,國家對于落后產(chǎn)業(yè)進行補貼幫助產(chǎn)業(yè)發(fā)展是理所當然的,但補貼也要講究方

式方法,政府資金可以“扶一程”、“送一程”,之后就應(yīng)該讓企業(yè)到市場中去自謀生路了。

應(yīng)用是國產(chǎn) CPU 成長的階梯,國家應(yīng)當從應(yīng)用上動腦筋,幫助國產(chǎn) CPU 用起來。

其次,對于自主可控不能雙重標準。技術(shù)引進也是掌握先進技術(shù)的有效方式,技術(shù)

消化吸收是需要一定能力水平和時間。對于技術(shù)引進,真正關(guān)鍵的在于能力。海光、

華為、兆芯都在吸收消化引進的技術(shù),都是拿到了真東西。海光是完整 CPU 內(nèi)核及

源代碼,兆芯從 VIA 獲得了源碼,華為也由 ARM 公司授權(quán)獲得技術(shù),關(guān)鍵是要形成

自己的設(shè)計能力,開發(fā)出自己的獨立產(chǎn)品和 IP。

這里在對 X86 和 ARM 授權(quán)多說幾句。網(wǎng)上總有不明真相的群眾認為 X86 授權(quán)有問

題,而 ARM 授權(quán)卻米有。但實際上,X86 和 ARM 授權(quán)都是存在瑕疵的,也都有回

旋的余地。

就海光來說,英特爾和 AMD 之間的 X86 交叉授權(quán)背景復(fù)雜,交叉技術(shù)授權(quán)符合美

國法律法規(guī),如果英特爾拿這個去制約 AMD 的生意,就會受到美國國內(nèi)的反壟斷制

裁,這對英特爾更嚴重更致命,以至于網(wǎng)友調(diào)侃,“農(nóng)企要掛了,英特爾又得去送錢”。

像當下這種敏感時期,中美也是斗而不破的,即便華為被列入“實體名單”,即便 ARM

宣布遵守川普禁令,但還是有回旋余地——川普并沒有一上來就全面封殺,而是給了

90 天寬限期,而寬限期還未結(jié)束,在 G20 碰面之后,川普明顯就松口了??梢哉f,

川普的目的“以戰(zhàn)促和”。

真正碰到中美撕破臉了,一切中國使用的由美國控制的專利技術(shù),軟件、硬件全都

無法幸免,中國商業(yè)社會有可能會癱瘓。

因此,X86 和 ARM 都存在瑕疵,也都有回旋的余地。一些 ARM 支持者以 X86 授權(quán)

攻擊 X86 CPU,卻對 ARM 授權(quán)的風險視而不見,這是值得商榷的。

最后,安全市場和商業(yè)市場應(yīng)當齊頭并進。中國還做不到使用國產(chǎn) EDA、原材料、

設(shè)備、工藝完成國產(chǎn) CPU 的設(shè)計、制造、封裝,因而自主可控是相對概念。就安全

市場來說,應(yīng)當作為中國自己 IT 技術(shù)體系的孵化地。

就商業(yè)市場來說,還是應(yīng)當讓商業(yè)法則發(fā)揮作用,政府應(yīng)當作為規(guī)則的維護者,不

應(yīng)當過度干涉商業(yè)市場。筆者認為,就商業(yè)市場以及對 X86 生態(tài)和性能有要求的特

殊市場,海光目前性能表現(xiàn)不錯,且技術(shù)上存在消化吸收的較高可能性。問題在于

成本控制水平,價格有沒有競爭力。就建立中國版 Wintel 來說,龍芯和申威可以期

待,但短期在商業(yè)市場缺乏競爭力,需要二十年磨一劍打持久戰(zhàn)。

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崔歡歡

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