国产CPU 大有可为 如何破解三大隐忧?(2)

2022-02-21 15:35     腾讯

通过多年的耕耘,在国际环境、产业政策、市场需求的联合驱动下,上述国产CPU厂商奋楫前行,在工艺、性能、生态建设等多个层面不断取得突破,为CPU的自主可控、安全可信构筑了堡垒。

在产品迭代和升级层面,龙芯中科已于去年推出了自主指令系统 LoongArch(龙芯架构),发布了基于此架构的3A5000,性能大幅跨越,实现了从可用到好用。新一代服务器处理器龙芯3C5000L则可满足云计算、数据中心对国产CPU的性能需求。而基于x86的海光CPU系列产品海光一号、海光二号已实现商业化应用,海光三号处于验证阶段,海光四号处于研发阶段。兆芯x86 CPU两大系列KX(开先)和KH(开胜)分别面向PC市场和服务器市场开胜,基于全新自主架构设计的开胜和开先处理器样品已成功,即将大规模量产。飞腾持续迭代基于Arm的高性能服务器CPU腾云S系列。不走寻常路、采用“申威 64”指令集的申威威焱 831 处理器,指标均达到国内先进水平。

而生态层面涉及硬件生态和软件生态,国内CPU厂商也在着力扩大“朋友圈”。龙芯中科从2020年开始牵头成立了龙芯生态适配服务产业联盟,目前已有近百家厂商推出了数百款基于LoongArch的龙芯桌面、服务器、网安、密码等产品,在核心的操作系统方面也形成了面向桌面和服务器应用的 Loongnix,独立于Wintel和AA体系。飞腾通过生态圈建设、软硬件适配、软硬件兼容认证、解决方案定制等举措积极完善生态,截至2021年6月底,飞腾软硬件合作伙伴已经超过2300家,飞腾CPU已经与1627家软件厂商完成了4439款软件的适配和优化。不走寻常路的申威,统一操作系统UOS申威版已适用申威421系列、申威1621系列机型。

从应用角度来评价亦可圈可点。2021年至今,飞腾CPU产品销售量超过200万片,广泛应用于信息基础设施、融合基础设施、创新基础设施等领域,位居政务信创市场占比第一。龙芯中科系列产品在电子政务、能源、交通、金融、电信、教育等行业领域已获得广泛应用。此外,海光CPU系列产品兼容x86指令集以及国际上主流操作系统和应用软件,广泛应用于电信、金融、互联网、教育、交通等重要行业或领域。华为2019年推出鲲鹏920,以及基于鲲鹏920的TaiShan服务器和华为云服务,虽受禁令影响,但生态亦蓬勃发展。

更值得一提的是,龙芯中科和海光则更率先登陆科创板。

2021年11月,海光科创板IPO申请已获得受理。12月17日,龙芯中科科创板IPO成功过会,上市在即。据悉,海光计划募资91.48亿元,用于新一代海光通用处理器研发、协处理器研发、先进处理器技术研发中心建设等。龙芯中科也计划募资35.12亿元,用于先进制程芯片研发及产业化项目等。

尽管国内CPU整体取得了不小的突破,但在地缘政治及产业巨变之际,国内CPU发展的隐忧亦浮出水面

集微咨询(JW Insights)认为,国产CPU面临的隐忧主要在三大层面。

一是CPU核心,这是实现自主可控的“基石”。国内CPU厂商采用核心不同,却各有各的“难处”。

国内CPU厂商主要有三大路线:一是以龙芯中科和申威为代表的指令集+自研的架构;二是以飞腾和华为鲲鹏为代表基于Arm指令集授权的架构。Arm主要有三种授权等级,而海思、飞腾已经获得Arm V8永久授权;三是以海光、兆芯为代表获得x86的授权(仅内核层级的授权),未来扩充指令集形成自主可控指令集难度较大。

总的来说,IP核授权和指令集架构授权都存在被卡脖子的风险,而自主研制指令集又面临应用生态问题,这是制约国产CPU发展的两大屏障。Arm授权是采用Arm架构CPU厂商头顶的达摩克里斯之剑。从x86内核授权来看,虽然生态完善,但存在安全可控和技术授权壁垒,比如天津海光自被美国列入实体清单后,AMD表示最新的架构将不再进行授权。龙芯中科和申威授权+自主研制指令集来开路,虽然自主可控程度最高,但其最大的瓶颈在于生态壁垒。

二是CPU需要先进制程的配合。伴随CPU持续追求更高性能,必然会在多核设计、高速接口、先进制程与封装工艺方向演进,而国内在代工先进工艺进军已然受阻,从设备、材料等诸多方面实现突围还需较长的一段时间。

三是生态层面的突破亦难关重重。目前国内CPU大多集中在党政机关、国企事业单位以及特定行业有一定的推广和应用,在商业市场上的突破仍待时日。

在上述泾渭分明的格局之外,如今的行业面临诸多变局,加之大国博弈的影响,不同企业为长远计,也在尝试各种布局、突破、合纵等,让行业格局发生微妙的变化,并对未来的发展产生长远影响。

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