六家國(guó)產(chǎn)CPU大盤點(diǎn)

本文將重點(diǎn)圍繞國(guó)產(chǎn)CPU的發(fā)展歷程與當(dāng)前產(chǎn)業(yè)鏈各領(lǐng)軍企業(yè)的布局情況作詳盡解讀，具體如下：

1、國(guó)產(chǎn)CPU發(fā)展歷程回溯2、飛騰：PK生態(tài)的主導(dǎo)者3、鯤鵬：快速崛起的領(lǐng)導(dǎo)者4、海光：性能領(lǐng)先的實(shí)干者5、龍芯：完全自主的引領(lǐng)者6、兆芯：合資CPU的探路者7、申威：為超算而生的強(qiáng)者

01

國(guó)產(chǎn)CPU發(fā)展歷程回溯

02

飛騰：PK生態(tài)的主導(dǎo)者

03

鯤鵬：快速崛起的領(lǐng)導(dǎo)者

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海光：性能領(lǐng)先的實(shí)干者

海光芯片性能領(lǐng)先，海光信息技術(shù)有限公司是國(guó)內(nèi)高性能計(jì)算機(jī)龍頭中科曙光的參股子公司。
2014年，在天津注冊(cè)成立；后歷經(jīng)數(shù)次股權(quán)變更，2018年10月，中科曙光以5.5元/股受讓海光信息1.948億股股權(quán)，受讓后合計(jì)持有海光信息36.44%股權(quán)，為海光信息第一大股東。
2016年，海光信息同AMD達(dá)成合作，共同合資成立兩家子公司，引入X86架構(gòu)授權(quán)。其中，成都海光微電子技術(shù)有限公司擁有授權(quán)IP所有權(quán)，并負(fù)責(zé)芯片生產(chǎn)，成都海光集成電路設(shè)計(jì)有限公司負(fù)責(zé)芯片設(shè)計(jì)及銷售工作。
基于AMD提供的Zen1架構(gòu)，海光開發(fā)出8核心桌面版CPU Dhyana、32核心服務(wù)器版CPU Dhyana Plus。

海光信息扭虧為盈，協(xié)同效應(yīng)明顯。2018年下半年，海光CPU實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，并陸續(xù)投入商用，主要客戶為國(guó)內(nèi)服務(wù)器整機(jī)廠商。2019年，海光實(shí)現(xiàn)營(yíng)收3.90億元，凈利潤(rùn)為0.60億元，首次扭虧為盈，體現(xiàn)出與中科曙光等廠商的協(xié)同效應(yīng)明顯。
一方面，中科曙光擁有優(yōu)質(zhì)客戶資源、良好銷售渠道；另一方面，海光CPU滿足國(guó)產(chǎn)化需求，將受益于以“中國(guó)芯”為底座的IT產(chǎn)業(yè)崛起。

近期，中國(guó)電信發(fā)布服務(wù)器（2020年）集中采購(gòu)項(xiàng)目貨物招標(biāo)集中資格預(yù)審公告，公告顯示，H系列服務(wù)器共集采11185臺(tái)，CPU類型為鯤鵬 920系列處理器或海光Dhyana系列處理器，標(biāo)志著國(guó)產(chǎn)CPU已在技術(shù)復(fù)雜度較高的運(yùn)營(yíng)商市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)了規(guī)?；漠a(chǎn)業(yè)落地。
不過，海光技術(shù)的后續(xù)升級(jí)可能存在一定難度（AMD只授權(quán)了上一代架構(gòu) Zen）。另外，海光不支持移動(dòng)生態(tài)，在移動(dòng)生態(tài)方面劣勢(shì)較大。

05

龍芯：完全自主的引領(lǐng)者

龍芯是我國(guó)最早研制的高性能通用CPU系列。2001年，龍芯起步于中科院計(jì)算所，曾得到863、973、核高基等項(xiàng)目的支持，先后成功流片我國(guó)首款通用CPU龍芯1號(hào)、首款64位通用CPU龍芯2B、首款主頻超過1GHz的通用CPU龍芯2E、首款四核CPU龍芯3A等，完成底層核心技術(shù)的積累。

2010年，中科院、北京市政府共同牽頭出資，龍芯中科技術(shù)有限公司正式成立，開始產(chǎn)業(yè)化運(yùn)作。但龍芯基本上是民營(yíng)企業(yè)，其目前的注冊(cè)資本2.499億元，有八個(gè)股東，其中中科院計(jì)算所（國(guó)資）25.21%，北京天童芯源科技公司（胡偉武個(gè)人投資260萬(wàn)元，占47.54%；其他股份為早期高管所有）25.21%，龍芯員工持股平臺(tái)8.4%,其他5個(gè)股東是民間資本（上海鼎暉華蘊(yùn)等）41.18%。
龍芯堅(jiān)持走自主創(chuàng)新與生態(tài)建設(shè)之路。龍芯走市場(chǎng)帶動(dòng)技術(shù)的道路，通過體制內(nèi)市場(chǎng)引導(dǎo)，帶動(dòng)技術(shù)進(jìn)步，再參與體制外市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。
基于MIPS架構(gòu)，龍芯形成了自主指令集LoongISA，處理器核心的微結(jié)構(gòu)和物理設(shè)計(jì)全部自主研發(fā)，并取得了500多項(xiàng)專利。龍芯學(xué)習(xí)Intel +Google +Apple的商業(yè)和技術(shù)模式，打造從端到云開放的全產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)體系，實(shí)現(xiàn)OS的跨平臺(tái)兼容。
目前，龍芯共有三個(gè)產(chǎn)品系列定位。3號(hào)大CPU面向桌面/服務(wù)器類應(yīng)用，定位Intel酷睿/至強(qiáng)系列；2號(hào)中CPU面向工控和終端類應(yīng)用，定位Intel阿童木系列；1號(hào)小CPU面向特定應(yīng)用與需求，曾用于北斗衛(wèi)星、石油勘探、智能設(shè)備（門鎖、水表、電表）等方面，實(shí)現(xiàn)“上天入地，守衛(wèi)國(guó)門，保護(hù)家門”。

龍芯通用CPU在迭代中發(fā)展：
第一代，基本可用。3A1000、3B1500單核性能較低，SPEC CPU2006測(cè)試分值僅2-3分，打開20M文檔需要33秒，用戶體驗(yàn)一般。
第二代，可用。3A/B3000四核處理器采用28nm工藝，主頻1.35-1.5GHz，單核性能達(dá)到10-11分，超過凌動(dòng)系列，打開20M文檔僅需6秒。具有安全自主程度高、整機(jī)廠商品類多、國(guó)產(chǎn)化橋片方案等特點(diǎn)。目前，累計(jì)出貨超過30萬(wàn)顆，是此前信創(chuàng)工程上份額最大的通用CPU。

第三代，好用。2019年12月發(fā)布的3A/B4000四核處理器實(shí)現(xiàn)相同工藝下性能提升一倍，主頻1.8-2.0GHz，單核性能達(dá)到20-30分，達(dá)到AMD 28nm工藝最后產(chǎn)品“挖掘機(jī)”的水平，可秒開20M文檔。
未來(lái)，提高主頻和核數(shù)。3A5000四核桌面CPU將采用12nm工藝，單核性能爭(zhēng)取達(dá)25-30分，與3A4000兼容，可原位替換，預(yù)計(jì)2020年二季度流片；3C5000十六核服務(wù)器CPU同樣采用12nm工藝，支持4-16路服務(wù)器，預(yù)計(jì)2020年三季度流片。
需要關(guān)注的是龍芯不支持移動(dòng)生態(tài)，在移動(dòng)生態(tài)方面劣勢(shì)相對(duì)較大。從龍芯國(guó)產(chǎn)生態(tài)體系分析，支持龍芯的整機(jī)相對(duì)較少，目前只有5家左右。而由于其芯片虛擬化能力相對(duì)不足，導(dǎo)致支持的云平臺(tái)廠家較少。
按：2020年12月，龍芯云體驗(yàn)中心正式上線，旨在積極開放云服務(wù)能力，展示各個(gè)云廠商基于龍芯CPU的云解決方案，目前已有浪潮云、阿里云（建設(shè)中）、騰訊云（建設(shè)中）、希云、曙光云、云宏、金華龍芯云等多個(gè)入駐示范。

06

兆芯：合資CPU的探路者

兆芯系列CPU由上海兆芯集成電路有限公司推出。公司成立于2013年，由上海市國(guó)資委下屬企業(yè)和臺(tái)灣威盛電子合資成立。
公司基于X86架構(gòu)，成功研發(fā)并量產(chǎn)多代通用CPU，形成“開先”、“開勝”兩大產(chǎn)品系列，實(shí)現(xiàn)了“從雙核心到八核心”、“從1.6GHz到3.0GHz”、“從處理器+芯片組方案到SoC單芯片方案”等多方面的發(fā)展與創(chuàng)新，具備自主演進(jìn)發(fā)展的能力和條件。
主力產(chǎn)品性能較好。2019年6月，兆芯在上海正式發(fā)布新一代16nm X86處理器產(chǎn)品——開先KX-6000和開勝KH-30000。
新一代兆芯處理器是首款主頻達(dá)到3.0GHz的國(guó)產(chǎn)通用處理器，支持雙通道DDR4-3200內(nèi)存，采用SoC設(shè)計(jì)，包含CPU、GPU和芯片組，芯片集成度進(jìn)一步增強(qiáng)，性能功耗比上一代產(chǎn)品提升3倍。
KX-6000適配win7、win10等主流操作系統(tǒng)，SPEC 2006 INT RATE成績(jī)?yōu)?70分，單芯片性能已經(jīng)達(dá)到7代i5的同等水平，應(yīng)用體驗(yàn)大幅提升。

積極開展前瞻研究。兆芯計(jì)劃于2021年推出開勝KH-40000系列CPU，基于16nm工藝，32核心且支持雙路互聯(lián)，專門面向高性能服務(wù)器產(chǎn)品市場(chǎng)。
此外，兆芯已著手7nm以下工藝產(chǎn)品的定義和研發(fā)工作，作為開先KX-7000系列，延續(xù)SoC設(shè)計(jì)方案，在內(nèi)存、USB、PCIe等規(guī)范方面將瞄準(zhǔn)國(guó)際同期主流水準(zhǔn)。
兆芯生態(tài)具有優(yōu)勢(shì)。兆芯在實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)品進(jìn)步的同時(shí)，始終保持開放合作，最大化兼容X86生態(tài)的優(yōu)勢(shì)。兆芯CPU廣泛應(yīng)用于電腦整機(jī)、筆記本、一體機(jī)、服務(wù)器和嵌入式計(jì)算平臺(tái)等，能夠?yàn)辄h政辦公、金融、教育、交通、網(wǎng)絡(luò)安全、能源等行業(yè)提供可靠的解決方案。
兆芯的劣勢(shì)。兆芯通過合資公司（由上海市國(guó)資委下屬上海聯(lián)和投資有限公司和威盛集團(tuán)所屬公司合資成立，中方國(guó)資占控股地位）獲得 X86 架構(gòu)授權(quán)， 存在著一些“不可控”的因素，因?yàn)槠浼夹g(shù)來(lái)源始終是受制于合資的威盛（VIA）， 而威盛（VIA）與英特爾 X86 授權(quán)協(xié)議于 2018 年 4 月到期，威盛已經(jīng)無(wú)法在使用英特爾新的 X86 專利及相關(guān)軟件，兆芯未來(lái)的 X86 產(chǎn)品升級(jí)將因此而可能遇阻；此外，兆芯一直在引進(jìn)的 X86 源代碼和微結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上改進(jìn)優(yōu)化工作，存在因源代碼研究不夠透徹導(dǎo)致后門無(wú)法完全發(fā)現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)。
按：根據(jù)最新消息，2020年10月26 日晚，威盛（VIA）召開重大信息記者會(huì)表示，經(jīng)過董事會(huì)同意，將出售部分芯片組產(chǎn)品相關(guān)技術(shù)、數(shù)據(jù)等知識(shí)產(chǎn)權(quán) (不含專利權(quán))， 給予威盛間接持股合計(jì)達(dá) 14.75% 之上海兆芯集成電路有限公司，交易總金額為美金 1.38974 億元。另外，子公司 VIABASE CO., LTD. 出售部分處理器產(chǎn)品相關(guān)技術(shù)、數(shù)據(jù)及知識(shí)產(chǎn)權(quán) (不含專利權(quán)) 予上海兆芯集成電路有限公司，交易總金額為美金 1.18418 億元。

申威：為超算而生的強(qiáng)者

申威CPU由上海高性能集成電路中心研制，基于DEC公司的Alpha架構(gòu)，并進(jìn)行了指令集擴(kuò)展和微結(jié)構(gòu)自主創(chuàng)新，成功應(yīng)用在國(guó)產(chǎn)超級(jí)計(jì)算機(jī)中。
在探索中迭代發(fā)展。2006年，申威1單核CPU研制成功，130nm工藝，主頻900MHz。2008年，申威2雙核CPU推出，同為130nm工藝，主頻1.4GHz。2010年，申威1600十六核CPU推出，65nm工藝，運(yùn)用于神威藍(lán)光超算。2012年，申威1610、410相繼推出，均為40nm工藝、1.6GHz主頻，分別用于服務(wù)器和PC。
申威現(xiàn)已形成高性能計(jì)算CPU、服務(wù)器/桌面CPU、嵌入式CPU三個(gè)系列產(chǎn)品線。
申威432、443、3232在研。申威432、443均為4核CPU，分別采用第四代、第五代申威核心，主頻將分別達(dá)2.2-2.5GHz和2.8-3.0GHz，綜合性能將分別達(dá)到同期國(guó)際主流桌面CPU的60%和80%。申威3232為32核CPU，主要面向云計(jì)算、大數(shù)據(jù)領(lǐng)域，綜合性能預(yù)計(jì)為同期英特爾主流服務(wù)器CPU的60%-70%。

申威信息安全產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟應(yīng)運(yùn)而生。目前已有包括上海高性能集成電路中心、中國(guó)儀器進(jìn)出口（集團(tuán)）公司、中電科技（北京）有限公司等在內(nèi)的50多家成員，覆蓋芯片設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)軟件、工業(yè)控制、整機(jī)及方案、定制服務(wù)等多個(gè)行業(yè)領(lǐng)域。2020年3月，統(tǒng)信UOS也已完成對(duì)申威421系列、1621系列機(jī)型的適配。

結(jié)語(yǔ)：CPU國(guó)產(chǎn)化大潮起，群雄正逐鹿中原。CPU作為ICT產(chǎn)業(yè)的核心基礎(chǔ)元器件，是國(guó)家發(fā)展的一大“命門”。目前，在國(guó)際環(huán)境、產(chǎn)業(yè)政策、市場(chǎng)需求的聯(lián)合驅(qū)動(dòng)下，一大批國(guó)產(chǎn)CPU廠商奮楫前行，在工藝、性能、生態(tài)建設(shè)等多個(gè)方面不斷取得突破，為CPU的自主可控、安全可信做出了貢獻(xiàn)，并在“好用”的市場(chǎng)化道路上越走越遠(yuǎn)。

來(lái)源：內(nèi)容來(lái)自興業(yè)計(jì)算機(jī)團(tuán)隊(duì)，作者：蔣佳霖、孫乾