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

產 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 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 的源代碼和設計文檔等技術資料授予合資公司。

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%就能體現出來。據說海光已經在進行產品

的迭代創(chuàng)新,如果能夠把技術消化吸收,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,做了數代改進,

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 也來大陸開設合資公司。一些網友把中方占股 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。數月前,ARM 決

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

ARM mini China 對于中國實現 CPU 自主可控沒有任何關系。

多年前,ARM 服務器 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服務器CPU獲得了核高基等國家資源的扶持。其ARM服務器有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,但根據技術發(fā)展一般規(guī)律來看,應該是站在巨人肩膀上的

產物。

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

FT2000plus 等幾款芯片,其中,FT2000plus 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器芯片專

有技術,支持新公司在未來的發(fā)展。根據公開消息,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常看好,但在 2019

年 4 月底,華芯通宣布關門。

ARM 服務器 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 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來對比多核性能。然而,CPU 最關鍵的恰恰是單

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 和服務器上的優(yōu)勢異常穩(wěn)固。

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

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

加大了芯片的成本,因而這些國產 ARM 服務器 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 服務器 CPU,華芯通之所以關門,根源就

在于純商業(yè)模式下,ARM 服務器 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 CPU。

就 CPU 最關鍵的單核性能來說,龍芯依靠自己的芯片設計能力,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 由相關單位設計,在超算上取得成功后,SW 開始把服務器作為發(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

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

范圍內小規(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 已經過度炒作,這種炒作和幾年前高調

炒作 ARM 進軍服務器 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”進行調控,想要擠掉英特爾、ARM

在各自強勢領域的市場份額,是不可能完成的任務。只有通過“看得見的手”進行調控,

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,

比如在物聯網的大潮下,做一些嵌入式應用,無法在 PC 和服務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

器推 ARM,在移動端推 X86 一樣悲劇。

國產 CPU 宜良性競爭

國產基礎軟硬件最理想的狀態(tài),是國內所有 CPU 公司圍繞一套指令集設計 CPU,軟

件廠商圍繞這套指令集建生態(tài)。比較現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,國家對集成電路產業(yè)的扶持力度很大。

誠然,國家對于落后產業(yè)進行補貼幫助產業(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”,之后就應該讓企業(yè)到市場中去自謀生路了。

應用是國產 CPU 成長的階梯,國家應當從應用上動腦筋,幫助國產 CPU 用起來。

其次,對于自主可控不能雙重標準。技術引進也是掌握先進技術的有效方式,技術

消化吸收是需要一定能力水平和時間。對于技術引進,真正關鍵的在于能力。海光、

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

源代碼,兆芯從 VIA 獲得了源碼,華為也由 ARM 公司授權獲得技術,關鍵是要形成

自己的設計能力,開發(fā)出自己的獨立產品和 IP。

這里在對 X86 和 ARM 授權多說幾句。網上總有不明真相的群眾認為 X86 授權有問

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

旋的余地。

就海光來說,英特爾和 AMD 之間的 X86 交叉授權背景復雜,交叉技術授權符合美

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

裁,這對英特爾更嚴重更致命,以至于網友調侃,“農企要掛了,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,而寬限期還未結束,在 G20 碰面之后,川普明顯就松口了。可以說,

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,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

攻擊 X86 CPU,卻對 ARM 授權的風險視而不見,這是值得商榷的。

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

設備、工藝完成國產 CPU 的設計、制造、封裝,因而自主可控是相對概念。就安全

市場來說,應當作為中國自己 IT 技術體系的孵化地。

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

應當過度干涉商業(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,海光目前性能表現不錯,且技術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)。

分享到

崔歡歡

相關推薦