3分鐘了解國產CPU最新現狀！

目前，主要的CPU架構有四種：ARM、X86、MIPS、Power。

其中ARM/MIPS/Power均是基於精簡指令集機器處理器的架構；X86則是基於複雜指令集的架構，Atom是x86或者是x86指令集的精簡版。

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，並且採用流水線技術。

複雜指令集，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）都是屬於CISC的範疇。

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。由於節能的特點，ARM處理器非常適用於移動通訊領域，符合其主要設計目標為低耗電的特性。

x86

xx86或80x86是Intel首先開發製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（複雜指令集電腦，Complex Instruction Set Computer）。

MIPS

MIPS，是一種採取精簡指令集（RISC）的處理器架構，1981年出現，由MIPS科技公司開發並授權，廣泛被使用在許多電子產品、網路設備、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平台的一部分，並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，發展前景並不被看好。

國產處理器廠家有哪些

目前，在移動晶元領域，ARM架構的晶元佔據了90%以上的市場份額，在伺服器CPU市場上，英特爾X86處理器佔據超過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。

首先來看ARM處理器，ARM架構是公開授權的。ARM自身並不生產晶元，只轉讓晶元設計許可。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處理器設計和製造許可。企業獲得架構授權之後，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晶元中。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。

移動晶元領域：華為、展訊、小米

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，並且一直在升級。

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，採用台積電7nm製成工藝。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採用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晶元供應商之一，成立於2001年，於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。

展訊的處理器晶元主要面向中低端，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採用。

小米

2017年2月，小米公布了史上研發周期最長的一款產品，自主晶元澎湃S1，引起業界一片喧囂。因為作為手機廠商，自主研發處理器晶元，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）屬於同一個檔次。

搭載澎湃S1的手機是小米5C，當時的消息是說，小米的C系列後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，以後不會有澎湃S2，小米6C也不會再出現。

伺服器晶元領域：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伺服器上大量採用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「阿里雲」的雲服務。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於2016年創立。2018年5月27日，華芯通半導體正式發布其ARM架構伺服器晶元品牌-昇龍（StarDragon）。

昇龍處理器是華芯通第一代伺服器晶元產品，它是兼容ARMv8架構的48核處理器晶元，採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伺服器主流晶元產品水平。

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。隨後，飛騰又在2016年推出了FT-2000（代號為「火星」），並在2017年流片了優化升級的FT-2000+晶元，後者是飛騰目前最頂尖也是性價比最高的晶元產品，其實測性能達到了2014年Intel志強E5主流伺服器晶元的水平。

然而日前，有報道稱國內國內自主晶元領軍廠商飛騰存在晶元造假，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產品基於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。

面對晶元造假傳聞，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籤推向市場。」

再看MIPS處理器，國內有龍芯、北京君正就是採用的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，並且已經有十多顆北斗衛星使用了龍芯1E和龍芯1F作為主控晶元。1號晶元的抗輻照能力可以與現在使用的國外晶元一較高下，價格和性能都要優於國外晶元。

龍芯2號晶元2K1000處理器在國產高性能晶元中的價格是最低的，和同性能TI晶元的開發板價格接近。2K1000處理器已經在石油、軌道交通、電力等領域有了應用，性能與國外晶元相當。

龍芯3A處理器採用的是RISC架構，兼容MIPS指令,原生四核設計，內含兩條HT PHY超傳輸匯流排，採用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，一台刀片伺服器功耗也僅為110W（兩顆龍芯3A處理器,16GB內存,1塊250GB硬碟,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

成立於2005年，致力於在中國研製自主創新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晶元及解決方案提供商。

有人認為，北京君正在人工智慧CPU上很出色。北京君正既可以自己開發一套人工智慧指令集，也可以單獨開發一個人工智慧加速單元。而且這些都可以直接嵌入cpu的底層，也就是cpu的人工智慧指令集，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，北京君正基於MIPS架構的晶元，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並不兼容，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，中晟宏芯於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，在國產晶元的發展上，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，主要用於超算處理器中，國內最強的超算神威·太湖之光就使用了申威的處理器。

文中第一部分並未提到Alpha架構，Alpha也不是主流架構。資料顯示，Alpha架構於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公司設計製造，在Compaq（康柏）公司收購DEC之後，Alpha處理器繼續得到發展，並且應用於許多高檔的Compaq伺服器上。

最後重點介紹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晶元又進一步。

北京時間7月9日，由海光（Hygon）負責製造的中國國產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，主要針對伺服器市場。

此次授權對於國內晶元產業發展，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，而很多環節中方並沒有參與。當時AMD與天津海光達成協議，設立合資公司開發X86晶元的時候，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，然後授權給Hygon進行晶元的設計，而Hygon設計出晶元之後再交由HMC進行生產。HMC找代工廠生產之後，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。

總結：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伺服器領域，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。

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