國產CPU最新現狀

發布時間:2018/9/26 10:00:47 訪問次數:124762

國產cpu的發展，一直是業界人士關注的重點，無論是移動領域還是服務器領域，都是從無到有，從有到優逐漸在發展，只是未來還有很遠的路要走。首先來看arm處理器，arm架構是公開授權的。arm自身并不生產芯片，只轉讓芯片設計許可。arm的授權分為3種，分別是架構授權、內核授權和使用授權。

架構授權：是指企業購買了架構級的arm處理器設計和制造許可。企業獲得架構授權之后，可以從整個架構和指令集方面入手，對arm架構進行大幅度改造，甚至可以對arm指令集進行擴展或縮減，以便達到更高性能、更低功耗或更低成本等不同目的。

內核授權：內核授權則是指用戶可以將其所購買的arm核心應用到其自行設計的芯片中。但用戶不得對其購買的arm核心本身進行修改。

使用授權：擁有使用授權的用戶只能購買已經封裝好的arm處理器核心，而如果想要實現更多功能和特性，則只能通過增加封裝之外的dsp核心的形式來實現。

目前，主要的cpu架構有四種：arm、x86、mips、power。

其中arm/mips/power均是基于精簡指令集機器處理器的架構；x86則是基于復雜指令集的架構，atom是x86或者是x86指令集的精簡版。http://gcddz.51dzw.com/

精簡指令集，是計算機中央處理器的一種設計模式，也被稱為risc(reduced instruction set computing的縮寫)。特點是所有指令的格式都是一致的，所有指令的指令周期也是相同的，并且采用流水線技術。

復雜指令集，英文名是cisc（complex instruction set computer的縮寫）。它是英特爾生產的x86系列（也就是ia-32架構）cpu及其兼容cpu，如amd、via的。即使是現在新起的x86-64（也被稱為amd64）都是屬于cisc的范疇。

arm、x86、mips和power簡介

arm

arm架構過去稱作進階精簡指令集機器（advanced risc machine，更早稱作：acorn risc machine），是一個32位精簡指令集（risc）處理器架構，其廣泛地使用在許多嵌入式系統設計。由于節能的特點，arm處理器非常適用于移動通訊領域，符合其主要設計目標為低耗電的特性。

x86

xx86或80x86是intel首先開發制造的一種微處理器體系結構的泛稱。x86架構是重要地可變指令長度的cisc（復雜指令集電腦，complex instruction set computer）。

mips

mips，是一種采取精簡指令集（risc）的處理器架構，1981年出現，由mips科技公司開發并授權，廣泛被使用在許多電子產品、網絡設備、個人娛樂裝置與商業裝置上。最早的mips架構是32位，最新的版本已經變成64位。不過mips目前已經不是市場主流。

power

power是1991年，apple、ibm、motorola組成的aim聯盟所發展出的微處理器架構。powerpc是整個aim平臺的一部分，并且是到目前為止唯一的一部分。power架構目前也不是市場主流了，發展前景并不被看好。

國產處理器廠家有哪些

目前，在移動芯片領域，arm架構的芯片占據了90%以上的市場份額，在服務器cpu市場上，英特爾x86處理器占據超過90%市場份額。mips和power雖然已經不是主流，卻也有不少廠家在使用。

移動芯片領域：華為、展訊、小米http://hwdz2.51dzw.com/

華為

華為在2013年購買了arm的架構授權，也就是說華為可以對arm原有架構進行改造和對指令集進行擴展或者縮減。從2013年到現在，海思麒麟處理器已經從910更新到980，并且一直在升級。

有消息稱麒麟980處理器將在8月31日與華為mate 20新機同時發布。麒麟980擁有8 核心，4個a77大核，4個a55小核心，采用臺積電7nm制成工藝。來自極果曝光的華為mate 20跑分顯示，麒麟980處理器跑分超過了35w分，超過驍龍845處理器5w左右。

展訊

展訊處理器也有部分采用arm架構，展訊通信是中國領先的 2g、3g 和 4g 無線通信終端的核心芯片供應商之一，成立于2001年，于2013年12月23日被紫光集團收購，2016年與銳迪科整合成為紫光展銳。

展訊的處理器芯片主要面向中低端，其中一款sc9832集成四核arm cortex-a7處理器，該方案已經被中國移動、酷派、360、micromax、condor等眾多國內外智能手機品牌采用。

小米

2017年2月，小米公布了史上研發周期最長的一款產品，自主芯片澎湃s1，引起業界一片喧囂。因為作為手機廠商，自主研發處理器芯片，當時世界上也只有蘋果和華為兩家。

據當時報道，這款soc的cpu部分為四核1.4g主頻的cortex a53和四核2.2g主頻的cortex a53，與海思麒麟650（4核2.0ghz a53+4核1.7ghz a53）、高通驍龍616（4核1.7ghz a53+4核1.2ghz a53）、高通驍龍625（8核2.0ghz a53）屬于同一個檔次。

搭載澎湃s1的手機是小米5c，當時的消息是說，小米的c系列后續機型都會搭載自家的松果處理器，然而澎湃s2卻遲遲未見發布，據內部消息透露，以小米高性價比的利潤，根本就無法承擔澎湃s2的研發費用，以后不會有澎湃s2，小米6c也不會再出現。

☞ 服務器芯片領域：阿里、華芯通、飛騰

阿里

2016年12月，arm與阿里在數據中心業務展開合作，阿里巴巴宣布將在自身數據中心的服務器上大量采用arm設計的低功耗cpu，逐步替換intel產品。

消息稱，阿里巴巴自主運營著支撐巨大電商業務的數據中心，同時還在中美等國提供名為“阿里云”的云服務。伴隨需求增加，阿里巴巴將在各地增設數據中心。同時，因設備類耗電量正在迅速增大，該公司將逐步把英特爾cpu改為arm產品，以提高用電效率。

華芯通

華芯通半導體由貴州省政府與美國高通于2016年創立。2018年5月27日，華芯通半導體正式發布其arm架構服務器芯片品牌-f龍（stardragon）。

f龍處理器是華芯通第一代服務器芯片產品，它是兼容armv8架構的48核處理器芯片，采用目前國際上先進的10納米工藝，在性能上媲美國際市場中高端服務器主流芯片產品水平。

飛騰

2014年10月，飛騰第一款兼容arm指令集的cpu——ft-1500a面世，成為國產cpu的代表之作。隨后，飛騰又在2016年推出了ft-2000（代號為“火星”），并在2017年流片了優化升級的ft-2000+芯片，后者是飛騰目前最頂尖也是性價比最高的芯片產品，其實測性能達到了2014年intel志強e5主流服務器芯片的水平。

然而日前，有報道稱國內國內自主芯片領軍廠商飛騰存在芯片造假，引起行業人士的關注。8月3日，天津飛騰就此事召開新聞發布會回應稱，天津飛騰的cpu產品基于arm技術架構研發，但包括cpu計算模塊(內核)在內的代碼部分均為公司歷時多年自主研發完成。

面對芯片造假傳聞，飛騰公司總經理谷虹回應道，“我們從未向arm購買包括cortex a57在內的任何cpu產品，更不可能將沒有購買過的產品打上所謂標簽推向市場。”

再看mips處理器，國內有龍芯、北京君正就是采用的mips架構。

龍芯

龍芯是中國科學院計算所主導研發的通用cpu，主要產品有龍芯1號、龍芯2號和龍芯3號。龍芯1號的頻率為266mhz，最早在2002年開始使用。龍芯2號的頻率最高為1ghz。龍芯3a是首款國產商用4核處理器，其工作頻率為900mhz～1ghz。龍芯3a的峰值計算能力達到16gflops。龍芯3b是首款國產商用8核處理器，主頻達到1ghz，支持向量運算加速，峰值計算能力達到128gflops，具有很高的性能功耗比。

目前，龍芯1號處理器已經隨北斗衛星上天，并且已經有十多顆北斗衛星使用了龍芯1e和龍芯1f作為主控芯片。1號芯片的抗輻照能力可以與現在使用的國外芯片一較高下，價格和性能都要優于國外芯片。

龍芯2號芯片2k1000處理器在國產高性能芯片中的價格是最低的，和同性能ti芯片的開發板價格接近。2k1000處理器已經在石油、軌道交通、電力等領域有了應用，性能與國外芯片相當。http://szjhc.51dzw.com/

龍芯3a處理器采用的是risc架構，兼容mips指令,原生四核設計，內含兩條ht phy超傳輸總線，采用65nm（納米）工藝，主頻1ghz，晶體管數目4.25億個，單顆龍芯3a的最大功耗為15w，一臺刀片服務器功耗也僅為110w（兩顆龍芯3a處理器,16gb內存,1塊250gb硬盤,兩塊1000mbps網卡等），理論峰值為16gflops，每顆cpu單瓦特能效比1.06gflops/w，是目前x86 cpu的2倍以上，達到了世界先進水平。

北京君正

成立于2005年，致力于在中國研制自主創新cpu技術和產品，目前已發展成為一家國內外領先的嵌入式cpu芯片及解決方案提供商。

有人認為，北京君正在人工智能cpu上很出色。北京君正既可以自己開發一套人工智能指令集，也可以單獨開發一個人工智能加速單元。而且這些都可以直接嵌入cpu的底層，也就是cpu的人工智能指令集，和北京君正早期開發的simd同理。這和寒武紀只是外圍的指令集，而非cpu指令集，其中的差距是很大的。也就是說北京君正的ai cpu 從速度和功耗肯定比寒武紀要好。

有人認為，北京君正基于mips架構的芯片，在同等工藝上，功耗比arm有優勢，但兼容性很差。在移動操作系統已經被安卓和ios徹底統一的現在，尤其是安卓，90%以上的安卓設備都是arm的。但是arm指令集和mips并不兼容，所以市面上大部分為arm優化的程序不能在君正的mips處理器上直接運行。君正要想在市場上生存，必須要把arm納入視野。

在power處理器上，中晟宏芯于2014年獲得了power 8架構的授權，然而目前power架構目前已經不是主流市場。

中晟宏芯

該公司從2013年末成立以來也是問題重重，不間斷的進行股權更換，甚至在2016年鬧出欠薪風波，總體來說，在國產芯片的發展上，基本沒有看到顯眼的成績。

申威處理器

在國產處理器發展過程中，江南所的申威處理器也很值得一提，申威處理器使用的是alpha指令，主要用于超算處理器中，國內最強的超算神威·太湖之光就使用了申威的處理器。

文中第一部分并未提到alpha架構，alpha也不是主流架構。資料顯示，alpha架構于1992年2月25日，在東京召開的一次會議上面被正式推介。alpha處理器最早由dec公司設計制造，在compaq（康柏）公司收購dec之后，alpha處理器繼續得到發展，并且應用于許多高檔的compaq服務器上。

最后重點介紹x86處理器，事實上真正做到高性能且通用的處理器只有x86。

上海兆芯

上海兆芯的x86處理器在via x86處理器上改進，via是可授權x86的三家公司之一，另外兩家分別是英特爾和amd。目前可授權x86的企業有英特爾、amd、via。

上海兆芯最新的kx-5000架構做到了8核架構，性能與英特爾的core i3-6100處理器接近，進步也是非常明顯。

海光（hygon）

2018年7月，中國國產dhyana x86處理器開始啟動生產，引起業界高度關注，這預示著國產處理器芯片又進一步。

北京時間7月9日，由海光（hygon）負責制造的中國國產dhyana（禪定）x86處理器開始啟動生產。早在2016年amd與中國海光集團達成的合作協議，amd將高性能x86架構授權給中國公司，授權費是2.93億美元，而dhyana處理器就是雙方合作的產物，主要針對服務器市場。http://wobo666.51dzw.com/

此次授權對于國內芯片產業發展，收益是有的，不過也存在很多問題。從收益層面來看，海光生產出了x86 cpu，該款處理器性能還相當高。但是如果要站在是否掌握x86 cpu關鍵技術層面來看，還是有一定差距。

因為產品從設計到成品需要經歷很多環節，而很多環節中方并沒有參與。當時amd與天津海光達成協議，設立合資公司開發x86芯片的時候，同時與海光成立了兩個公司，一個叫做成都海光微電子（hmc），一個叫做和成都海光集成電路設計有限公司（hygon）。其中 amd持有hmc 51％股份和hygon 30％的股份。

其中，hmc享有ip所有權，然后授權給hygon進行芯片的設計，而hygon設計出芯片之后再交由hmc進行生產。hmc找代工廠生產之后，再交由hygon來銷售，也就是說這中間很多環節中方根本沒參與。文章出自：我是芯師爺