行业都在关注AI,天天都在说GPU,今天咱们来说说国产CPU。
众所周知,ARM虽然是被日本软银收购的英国企业,但却也要听从美国人的话。所以目前ARM对一些中国大陆的芯片企业,是断供的。比如最新的ARM V9架构,就不再授权给某些中国厂商。不仅ARM V9架构不授权,连ARM的一些IP核,也不授权,比如Neoverse V系列内核,就不授权给中国厂商。
之所以不授权给中国厂商,原因在于ARM的Neoverse系列内核,是面向服务器的,分为三种,分别是V系列高性能核心、N系列核心、 E系列核心(入门级)。这三种核心中,V是最高性能的,美国担心中国大陆的厂商,获得了V系列内核后,能够研发出属于自己的高端服务器CPU,这会影响到美国的利益,和全球的芯片格局。
所以美国不准ARM授权给中国大陆的厂商,ARM不得不听。
那么在这样的情况之下,中国芯片厂商们该怎么办?当然是自研了,自研CPU核,达到ARM V核心的水准,那么断供不断供也就没有了意义了。
而近日,国产CPU厂商飞腾正式表态,飞腾新一代高性能处理器内核FTC870已经研发完成,并且性能达到了国际先进水平。
从实测数据来看,FT870内核的主频可达3GHz,CINT2017得分为5.73672,CFP2017得分为8.42688。这个成绩,超越了Arm的Neoverse N1内核,达到了与Neoverse N2相当的水平。如图所示,可以看到,FT870内核,与N2,3GHz水准差不多,超过N1,真正实现了全球领先水平。
可见,只要中国厂商去努力研究,断供只会成为催长剂,逼着中国厂商走上自研、不断突破的道路,估计接下来,飞腾自研的CPU核,很快就会达到Arm Neoverse V系列内核的水平。
如今,在全球芯片产业日新月异、变化万千的背景下,国产CPU的发展势头迅猛,堪称中国芯片产业的一大亮点。
国产CPU正在加速追赶国际品牌
事实上,国产CPU的起步并不容易。近十余年来,在国家战略支持下,我国CPU产业经历了艰难的自主研发之路,如今已经初具规模,涌现出多家实力强劲的国产CPU龙头企业,比如龙芯、兆芯、海光和飞腾等。
这些CPU在性能、技术指标上都取得长足进步,初步具备与国际先进品牌竞争的实力。
以龙芯为例,作为国内自主研发的老牌CPU品牌,它在自主创新方面下了巨大功夫,没有依靠任何外国技术,要完全自力更生。近期,龙芯又将发布最新旗舰产品“龙芯3A6000”,据说其性能已经可以媲美英特尔的Core i系列CPU了,单核性能不逊色于英特尔、多核性能十分出色。
今年8月1日,龙芯中科宣布,基于龙架构的新一代四核处理器龙芯3A6000流片成功,代表了我国自主桌面CPU设计领域的最新里程碑成果。
根据中国电子技术标准化研究院赛西实验室测试结果,龙芯3A6000四核处理器在2.5GHz运行频率下,SPEC CPU 2006 base单线程定/浮点分值分别达到43.1/54.6分,SPEC CPU 2006 base多线程定/浮点分值分别达到155/140分,双DDR4-3200内存通道Stream实测带宽超过42GB/s,Unixbench实测分值超7400分。
如果真如网传的那么强悍,那简直可以称之为国产CPU中的“渡劫后大乘”版本!在过去,龙芯的产品常被吐槽单核性能差强人意,这次终于有望“龙归大海”!
当然,CPU的市场竞争,不仅仅看芯片性能,更重要的是生态建设。这一点龙芯也在重点突破,积极与国内系统厂商合作,打造良好的软硬件生态环境。在政策上,国家也十分重视国产CPU产业,出台各种政策进行扶持与引导,为龙芯等企业打开了广阔的发展空间。
可以预见,随着技术的迭代和生态的丰富,国产CPU势必会有更大的作为。它们不仅会在Server领域崭露头角,在未来也将向AI及消费级市场进军,在支持国家信息安全、实现关键核心技术自主可控方面发挥更大作用。
龙芯3A6000对国产CPU市场产生的影响
由此可见,龙芯3A6000的多核计算能力已经赶超英特尔的同级产品。在服务器市场上,拥有更多核心的龙芯甚至可以压制英特尔的六核和八核芯片。
龙芯3A6000能够达到此等水准,关键在于它采用了先进的12纳米工艺制造,大幅提升了芯片集成度和性能。同时,龙芯经过持续自主创新,其处理器微架构也日趋成熟完善。可以说,在制程工艺和微架构设计上,龙芯已经与英特尔AMD并驾齐驱。
正是这一系列技术积累,使龙芯3A6000性能有了质的飞跃,足以挑战外资巨头。在性能上可与英特尔匹敌的龙芯3A6000,必将对国内CPU市场产生深远影响。
首先,它将大幅提升国产品牌在桌面市场的竞争力。在性价比上,拥有较强单线程性能的龙芯3A6000是绝佳的个人桌面处理器选择。它将助力国产CPU获取更高的市场份额,结束长期以来仅占据低端市场的局面。
其次,龙芯3A6000的推出也将带动国产CPU生态环境的发展。作为市场的领头羊,龙芯的软硬件生态必将获得加速建设。操作系统和应用软件对龙芯的支持度也会大幅提高。这无疑为国产CPU赢得用户的认可创造了有利条件。
最后,龙芯3A6000的问世对国内芯片产业的技术创新也是一种鼓舞。龙芯证明了中国完全有能力自行设计高性能CPU。
这将鼓励更多科技企业投入芯片研发,推动中国芯片产业迈向新的阶段。英特尔AMD的长期垄断即将被打破。
国产CPU:少争论多实干,寻找良性循环路径
正因为前路艰难,少争论多实干是更有意义的态度。从历史经验看,国产CPU必须建立起技术创新和商业回报的良性循环,才能摸索出自己的发展方向。
CPU是一套软硬件系统的核心部件。因此,性能强大的CPU更容易建立起软硬件配套,而拥有完善的配套,又进一步提升CPU产品的市场回报,使企业能够投入更充足的资源用于技术创新,提升CPU的性能,并进一步巩固配套生态的地位。
x86架构之所以成为市场的绝对主流,正是基于Intel的硬件技术优势,形成WinTel联盟生态后,才形成了强大的规模效应,从而获得丰厚的市场回报,进一步推动Intel的技术创新,使WinTel联盟获得了“滚雪球”效应。
而国内CPU想要形成同样的“滚雪球”效应,需要把雪球滚起来的第一推动力,还需要较大的市场空间,有“足够长的坡”才能机会把雪球滚大,更关键的是,自身要有实力把握市场机会,能把坡上的雪“滚”到自己身上。
显然,国产化替代逐渐加速,已经提供了国内CPU快速发展的第一推动力,因有巨大的市场空间,坡足够长。统计显示,2013 年到 2020 年,我国集成电路行业复合年均增长率为 19.73%,复合增长率是全球增速的近三倍,而CPU作为核心部件,国产化水平较低的现实,也已经到了必须改变的时候。
x86架构显然更有机会“滚”到更多的雪。这主要源于x86架构CPU已经建立起了较完善的生态基础,且增速明显。根据IDC数据,2021年中国x86服务器市场出货量为382万台,同比增长11.1%。相比于全球市场,2021年国内x86服务器市场份额达97.7%,略高于全球的94.5%。
由于使用x86指令集,兆芯、海光的CPU,可以使用WinTel生态,兼容度更高,这能极大地降低了国产化替代过程中的迁移成本,并获得广泛的软硬件生态支持,为用户带来较为开放的选择权。据了解,海光一号、海光二号、海光三号已经实现商业化应用,广泛应用于电信、金融、互联网、教育、交通等重要行业。这使海光实现了理想的商业回报,从而确保了其充分的研发投入。2019-2021 年,海光营业收入年复合增长率高达 146.9%,研发投入从 8.65 亿元增长到 15.85 亿元,涨幅达到 83.3%。显然,基于x86架构的生态基础,海光正在初步建立技术创新和商业回报相互促进的“滚雪球”效应。
采用LoongArch架构的龙芯,以及采用Alpha架构的申威,虽然在商业应用市场上仍未能真正打开局面,但在北斗卫星、超算等特种领域,也取得了不错的成绩。在政策支持下,特种领域也可能成为自研路线CPU的核心赛道,在特定的细分领域,形成技术进步和市场回报的良性循环。
而ARM架构虽然受限于版本授权问题而前景不明,但在当下,仍可以凭借低功耗优势形成局部市场优势,从而在现有条件下推动技术创新。最关键的是,在此过程中积累的技术经验和人才储备,都是国产CPU产业的宝贵财富。
对国内CPU产业的发展,争论技术路线不重要也无必要。这既因为国内CPU在技术上仍需创新和追赶,也因为面对的商业环境与国际市场不尽相同,不同技术路线的产品,以及由此发展起来的生态体系,完全可能应用于不同的领域,从而呈现出不同技术路线并存的局面。
因此,国内CPU产业应该专注于潜心修炼内功,增强技术创新、人才积累和对生态建设的短板,补其在技术、产品和市场等各个领域的不足。路线之争辩不出CPU设计的突围之路,埋头赶路才是缩小差距的真正法门。