国产CPU破局之战打响!六颗芯,三条路,谁能杀出重围?

   发布时间:2023-04-06 15:30

去年8月,美国历史性的“芯片法案”正式落地。而在3月11日,该国政府再次放话称,即将再次收紧半导体制造设备的出口限制,进一步阻止中国发展先进芯片产业。

现在,留给国产芯片实现自主可控的时间,可能已经不多了。尤其是对于计算设备的核心中央处理器(CPU)来说,更是如此。

国产CPU的六颗“芯”

在这一领域,业界普遍的观点是,只有具备独立的微架构设计和自主迭代能力,才算是具备了CPU的研发能力。

目前,国内主流的CPU厂商有六家:龙芯中科、申威科技、天津飞腾、华为鲲鹏、海光信息及上海兆芯。

虽然同为CPU的设计和制造,但在具体的路线上,这几家却各不相同。

指令集的三条路

对于CPU来说,最终实现系统控制和计算的核心便是“指令集”。而指令集的先进与否,也关系到CPU的性能发挥。

目前,常见的指令集有两种,即复杂指令集(CISC)与精简指令集(RISC)。其中,x86是复杂指令集的代表,而ARM、MIPS、ALPHA和RISC-V等是精简指令集的代表。

六家大厂间的竞争,也要从这“三大路线”上说起。

• ARM指令集(华为、飞腾)

ARM架构具有低功耗小体积的特点,主要聚焦移动终端市场,在消费类电子产品中被普遍采用。

国内厂商中,ARM路线代表有华为鲲鹏和飞腾,根据公开资料,两家都获得了ARM v8架构版本的永久授权,产品也围绕该版本研发和生产。

然而,ARM公司仅对外授权某一具体版本的指令集(比如ARM v8),大版本更新后(如ARMv9)需要重新购买授权,并且要求获得授权的企业不得随意修改和扩展指令集,否则就会造成侵权。

目前,鲲鹏和飞腾均没有取得ARM v9的授权,将来大概率也不会拿到授权,这样一来,不仅无法扩展专用型指令集和特定算法,而且还可能遭受依托新指令的执行单元在性能上带来的降维打击。长期来看,在技术生态上也有被脱钩的可能。

图为ARM的IP授权模式

• 自研指令集(申威Alpha/SW-64,龙芯MIPS/LoongArch)

主要代表是龙芯和申威。其中,龙芯早期获得了MIPS有限授权,并在后续研发了LoongArch指令集,但受限于生态羸弱,市场空间有限。

申威早期采用的是Alpha架构,更新的资料显示,其64位服务器上搭载的CPU是基于自研的SW-64指令集(兼容Alpha指令集)。其中,Alpha结构简单,易于实现超标量和高主频计算。虽然也有生态局限,但申威目前也只服务于特定的专用领域,所以还好。

• x86指令集(海光、兆芯)

在x86方面,根据AMD和Intel的交叉授权协议,双方及获得授权的企业,不会在指令集上出现知识产权问题。也就是说,无论哪一方都可以基于新发布的指令集来进行CPU的设计。

除此之外,x86架构兼容性强,配套软件及开发工具相对成熟,且x86架构功能强大,高效使用主存储器,在处理复杂指令和商业计算的运用方面有较大优势。

国内X86阵营主要有海光和兆芯两家厂商,但走的道路也不相同。

兆芯通过收购威盛电子而获得英特尔阶段性授权,但是据说后期还需要不断购买威盛的技术和IP研发产品,实力堪忧,同时还面临授权有效期结束,且无法?续订的困境。

海光则从AMD拿到了ZEN1架构和X86指令集的永久授权,不仅可以自行设计CPU内核和SOC,也可以自行安全扩充指令集,目前发展空间和潜力最大。根据公开资料,海光目前已经实现了自主迭代,自主研发的海光3号处理器性能超越了Zen 2,并接近Zen 3的水平。

国产CPU如何破局?

整体来看,国产CPU阵容不容小觑,也已取得了不小的进展,但独立自主依然是最重要的底层逻辑。基于当前的内外环境,采用x86指令集及授权+自研的企业,在自主迭代上更有保障。

不过,这也只是开始,芯片架构的后续迭代发展,依然只能靠企业进行自主研发。因此,持续的资金和人才投入也非常重要。

此外,国产芯片想要破局,势必需要走上商业化的路子,这就必须依托于成熟而完整的软硬件生态,类似于苹果的封闭式生态路线并不适合所有厂商,除了庞大的资金投入,尤其需要大把的时间和宽松的环境。这些都是国内企业最缺少的。

如今,整个国产CPU阵营都面临着巨大的压力,破局固然不是朝夕之功,但可以找到一个突破口,优先发力,进而带动整个产业。

 
因内容太旧或其它原因,不再提供查看,如有问题,请联系下方QQ。
免责声明:本站所提供的文章资讯等内容均为作者提供、网友推荐、互联网整理而来,仅供学习参考,并不代表本网赞同其观点,如有侵犯您的版权,请及时通知我们,本站将在三个工作日内改正。
 
更多>同类内容
全站最新
热门内容
本栏最新
 
智快科技微信账号
ITBear微信账号

微信扫一扫
加微信拉群
电动汽车群
科技数码群