(文章來源:方平解數碼)
處理器是計算機系統的核心和大腦,也是國家大宗戰略物資,系統復雜研發難度高。我國 CPU研發起步較晚,并且在某些企業造假的騙科研資金的情況下,發展較為坎坷,步入正軌是在“十二五”之后。在國家集成電路產業政策和大基金投資等多重措施支持下,一大批國產 CPU 設計單位成長起來,產品覆蓋了高性能計算、桌面、移動和嵌入式等主要應用場景。但高端芯片確實無法與美國相抗衡,不過好在產品線相對豐富,該有的產品種類應用具有,只是性能上還略有差距。
CPU 發展到今天,其內部架構和邏輯關系已經變得錯綜復雜,設計企業如果從頭開始進入,成功難度很大。目前,活躍在市場上的國產 CPU 絕大多數都是采用同國外合作的方式,主要途徑包括購買指令集授權、技術合作等。如目前使用最廣泛的PC、服務器處理器,X86是國內發展高性能處理器無法繞過的障礙,因為X86指令集的私有性,合法合規發展X86只有靠授權一條路。在這個問題上,國內最具突破性的進展就是AMD授權Zen架構給中國海光公司。
全球 CPU 指令集架構有兩類——復雜指令集(X86)和精簡指令集(以 ARM、MIPS、POWER等為代表)。其中,復雜指令集(CISC)通過增加可實現復雜功能的指令和多種靈活的編址方式,來提高程序的運行速度。但直接后果就是需要對不等長的指令進行分割處理,造成一些不必要的等待,效率較低,對硬件集成度、工藝、功耗均非常高。精簡指令集(RISC)采用的等長的指令,可以將一條指令分割成若干個進程或者線程,交給不同的處理器并行處理,效率高,硬件集成度要求不高,工藝簡單而且成本低。
復雜指令集和精簡指令集架構在國內均有授權或者技術合作。X86 授權的有兆芯、海光,兆芯是通過威盛獲得的 X86 授權,海光則是中科曙光和 AMD 合作的產物。精簡指令集授權的有龍芯(MIPS)、飛騰(兼容 ARM V8 架構)、申威(Alpha)、海思(ARM)等。可以看到,ARM 架構在國內市場上的影響力較大。
從整體上看,國產 CPU 芯片同國際差距擴大的態勢逐步在逆轉。已有的產品通過不斷的優化升級,實現了從“可用”到“好用”的轉變,一些量大面廣的領域,也實現了“零”的突破。高性能計算方面,國內天津飛騰、海光、申威等處理器產品已經在 E 級超算原型機上得到應用。
桌面處理器方面,飛騰、龍芯、兆芯等均有產品推出,且近年來產品性能提升明顯。國內移動 CPU 設計能力快速成長,已經處于全球領先地位。相比傳統的 PC 和服務器市場,我國移動芯片同國際差距已并不明顯,華為海思和臺灣聯發科在移動處理器設計領域都處在全球領先地位。
處理器產品除了自身技術因素外,更多依托的是生態的建設,國內的處理器現在在生態構建上面還比較落后。CPU被稱為“工業糧草”,是國家電子信息技術水平的體現。雖然中國信息產業近些年一直飛速發展,但一直沒有走出“缺芯”的局面。但是不可否認,國產處理器逐步實現了“從無到有”、“可用到好用”的轉變,“造不如買”的國際產業鏈邏輯已被打破。衷心希望國產CPU能早日實現彎道超車。
(責任編輯:fqj)
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