為什么很多技術(shù)大佬都喜歡做CPU處理器呢?因?yàn)镃PU是復(fù)雜程度最大,集成最多的處理器,大部分人說的大芯片經(jīng)驗(yàn),一般也就是指有做過CPU或者手機(jī)SOC或者數(shù)據(jù)中心的AI芯片等。
國內(nèi)CPU的情況現(xiàn)在怎么樣了呢?我們簡單看看。在“核心技術(shù)自主可控”戰(zhàn)略驅(qū)動(dòng)下,中國CPU產(chǎn)業(yè)已形成“自研架構(gòu)、x86兼容、ARM授權(quán)、RISC-V開源”四大技術(shù)陣營,覆蓋超算、服務(wù)器、桌面、物聯(lián)網(wǎng)等全場景。本文全面梳理各陣營核心企業(yè),展現(xiàn)國產(chǎn)CPU的多元化布局與生態(tài)突圍路徑。
一、自研指令集陣營:技術(shù)獨(dú)立的長征者
目標(biāo):擺脫對(duì)外部架構(gòu)依賴,構(gòu)建自主可控技術(shù)體系。
核心企業(yè):
龍芯中科(LoongArch)
技術(shù):從MIPS轉(zhuǎn)向完全自研LoongArch指令集,2023年推出3A6000桌面CPU(IPC對(duì)標(biāo)AMD Zen2)。
生態(tài):聯(lián)合統(tǒng)信UOS、麒麟OS適配超5萬款國產(chǎn)軟件,推進(jìn)龍芯指令翻譯器LATX兼容x86/ARM應(yīng)用。
場景:政務(wù)、電力、教育信創(chuàng)市場占比超70%。
申威(SW-64)
技術(shù):基于Alpha擴(kuò)展的SW-64指令集,神威超算芯片(260核+眾核架構(gòu))持續(xù)迭代。
突破:申威8A芯片(7nm工藝)實(shí)現(xiàn)單核性能提升3倍,向商用服務(wù)器領(lǐng)域滲透。
應(yīng)用:國家超算中心、航天測控系統(tǒng)、金融加密機(jī)。
中晟宏芯(CPower)
背景:中科院與江蘇省合作,基于IBM Power架構(gòu)授權(quán)開發(fā)國產(chǎn)化芯片。
產(chǎn)品:CP1/CP2系列服務(wù)器CPU,適配金倉數(shù)據(jù)庫、浪潮服務(wù)器,主攻金融核心系統(tǒng)。
二、x86兼容陣營:借船出海的生態(tài)捷徑
目標(biāo):通過授權(quán)或合作兼容x86生態(tài),快速實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)替代。
核心企業(yè):
兆芯(Zhaoxin)
技術(shù):x86授權(quán)(威盛合資),KX-7000系列(8核,7nm)性能接近Intel 10代酷睿。
生態(tài):唯一支持Windows系統(tǒng)的國產(chǎn)CPU,適配聯(lián)想、同方整機(jī),覆蓋電子政務(wù)、教育終端。
海光(Hygon)
技術(shù):基于AMD Zen1授權(quán)的海光x86 CPU,自主迭代至深算二號(hào)(DCU加速卡)。
場景:互聯(lián)網(wǎng)云廠商(BAT)、智算中心,2023年占國產(chǎn)服務(wù)器市場35%份額。
中科可控(H-Series)
背景:中科院體系,采用國產(chǎn)化x86兼容架構(gòu)(部分技術(shù)源自海光)。
產(chǎn)品:H系列服務(wù)器CPU,主打黨政機(jī)關(guān)、央企私有云市場。
三、ARM陣營:移動(dòng)生態(tài)的降維打擊
目標(biāo):依托ARM成熟生態(tài),搶占服務(wù)器與物聯(lián)網(wǎng)市場。
核心企業(yè):
鯤鵬(華為)
技術(shù):ARMv8永久授權(quán),鯤鵬920(64核)性能比肩Intel至強(qiáng),昇騰910構(gòu)建AI算力集群。
生態(tài):openEuler操作系統(tǒng)裝機(jī)量超300萬套,覆蓋三大運(yùn)營商、國有銀行數(shù)據(jù)中心。
飛騰(Phytium)
技術(shù):ARM指令集授權(quán),騰云S5000(16nm,64核)TPC數(shù)據(jù)庫性能提升40%。
市場:金融信創(chuàng)市占率超50%,適配長城、曙光整機(jī)。
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展銳(Unisoc)
定位:ARM架構(gòu)移動(dòng)SoC(虎賁T系列),拓展車規(guī)級(jí)芯片(座艙芯片A7862)。
突破:聯(lián)合中國移動(dòng)發(fā)布5G物聯(lián)網(wǎng)芯片V516,支撐RedCap輕量化5G終端。
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芯馳科技(SemiDrive)
領(lǐng)域:ARM架構(gòu)車規(guī)級(jí)芯片,X9系列智能座艙芯片量產(chǎn)搭載蔚來、比亞迪車型。
認(rèn)證:國內(nèi)首家通過ISO 26262 ASIL-D功能安全認(rèn)證的汽車芯片企業(yè)。
四、RISC-V陣營:開源架構(gòu)的換道超車
目標(biāo):以開源模式打破指令集壟斷,覆蓋AIoT與高性能場景。
核心企業(yè):
平頭哥(玄鐵)
產(chǎn)品:C910(高性能AIoT)、C907(首款向量擴(kuò)展RISC-V芯片),授權(quán)客戶超500家。
生態(tài):無劍平臺(tái)助力中小廠商3個(gè)月完成SoC設(shè)計(jì),聯(lián)合中科院推出“香山”高性能開源核。
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芯來科技(Nuclei)
定位:RISC-V IP核供應(yīng)商,N900系列超低功耗IP應(yīng)用于TWS耳機(jī)、智能電表。
合作:與兆易創(chuàng)新推出GD32V系列MCU,累計(jì)出貨超1億顆。
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賽昉科技(StarFive)
突破:昉·驚鴻7110(Linux旗艦SoC),支持雙屏4K輸出,對(duì)標(biāo)樹莓派。
場景:工業(yè)控制、邊緣計(jì)算,2023年推出全球首款RISC-V筆記本電腦ROMA。
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中科院計(jì)算所
開源項(xiàng)目:“香山”高性能RISC-V核(Kunpeng 128核計(jì)劃),目標(biāo)性能超越ARM A76。
意義:探索開源芯片產(chǎn)學(xué)研協(xié)同模式,降低高性能CPU研發(fā)門檻。
五、新興勢力與跨界玩家
北斗星通(AndesCore)
領(lǐng)域:RISC-V架構(gòu)衛(wèi)星導(dǎo)航芯片,支撐北斗三號(hào)全球組網(wǎng)。
天數(shù)智芯(Iluvatar)
跨界:通用GPU(BI系列)兼容CUDA生態(tài),與國產(chǎn)CPU協(xié)同構(gòu)建異構(gòu)算力。
摩爾線程(MTT)
策略:GPU+ARM CPU融合架構(gòu)(MUSA統(tǒng)一系統(tǒng)),布局元宇宙與AI推理場景。
六、挑戰(zhàn)與未來圖譜
技術(shù)縱深
自研陣營需突破單核性能瓶頸(龍芯3A6000 IPC 14.6 vs. Apple M2 18.7)。
RISC-V陣營亟待完善高性能處理器工具鏈與編譯器優(yōu)化。
生態(tài)協(xié)同
統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn):UOS、OpenHarmony等操作系統(tǒng)如何適配多架構(gòu)CPU?
開發(fā)者激勵(lì):RISC-V基金會(huì)中國成員超300家,但核心工具仍依賴海外開源社區(qū)。
全球化博弈
ARM陣營面臨“實(shí)體清單”風(fēng)險(xiǎn)(華為鯤鵬制造依賴中芯國際N+1工藝)。
RISC-V或成中美技術(shù)脫鉤背景下的“中立緩沖區(qū)”。
國產(chǎn)CPU已從“可用”邁向“好用”,自研、x86、ARM、RISC-V四大陣營的競爭本質(zhì)是生態(tài)話語權(quán)之爭。未來五年,RISC-V與自研架構(gòu)或?qū)⒃贏IoT與信創(chuàng)市場形成合流,而x86/ARM陣營需在自主迭代中平衡合規(guī)性與性能升級(jí)。唯有打破“架構(gòu)崇拜”,方能在全球芯片變局中走出中國路徑。