國產CPU：放手一搏正當時

　　我國在這一產品領域長期以來卻嚴重依靠進口，成為我國走向電子強國必須克服的一道硬坎。邁過了這道坎，它就會變成一扇通往電子強國新境界的大門，把我們領 入另外一個嶄新的發展階段。CPU(Central Processing Unit)是計算機的中央處理核心，也是所有數字類電子產品的中央處理核心。 信息技術發展到今天，沒有CPU的電子整機產品是難以適應今后的網絡化趨勢的。

　　當你在商場購物，刷了一次卡，假如你可以跟隨卡上的信息一起“旅游”一趟的話，你將可以看到：第一站，讀卡器上的CPU把你的卡信息傳送到商場的服務器的CPU;第二站，商場的服務器CPU又把你的卡信息傳遞到周邊的公用社區區域網絡服務器CPU;第三站，周邊公用的網絡服務器CPU經過一番或者多番服務器CPU周轉，將卡信息傳遞到國家的銀行結算中心服務器CPU;第四站，國家結算中心CPU將卡信息傳遞到你所在開戶銀行服務器CPU，先由該開戶行CPU對你的信息進行計算、分析身份合法性和驗證等，以便決定是否準許你劃款,再由所在開戶銀行服務器的CPU將分析驗證和處理的結果信息沿相反方向返回到你所在購物商場收款機CPU，收款機CPU再將購物信息傳遞到打印機的CPU打印出你的消費單據。

　　有些開戶銀行的服務器CPU還會同時把相關信息發送到通信網絡，穿越多個區域的骨干網程控交換機CPU、局域網交換機CPU、路由器CPU、用戶交換機CPU等，最后到達你的手機CPU，再由手機CPU將信息發送到手機顯示屏上。

　　每一站電子整機功能，都是由軟件程序和CPU的協調運行來實現的。整機中的其他功能，都是為了確保整機CPU能夠穩定工作而設定，這就像人身體中各器官是為了保證大腦活動的道理一樣。

　　不同整機和不同應用領域中所用的CPU規格會有所不同。在個人終端類電子產品中，市場需求的整機數量多，但單機CPU擔負的職能相對簡單些，要求也相對低些;在骨干網絡、中繼網絡和服務器中，對CPU的可靠性、安全性、運算速度等要求就高很多;在大型、超大型計算機中，由于計算機速度和計算量十分巨大，需要由許多CPU一起組成并行模式的計算機，來處理復雜的問題。

　　CPU是如此重要，沒有CPU就沒有獨立自主的信息化和國家信息安全可言。然而我國在這一產品領域長期以來卻嚴重依靠進口，成為我國走向電子強國必須克服的一道硬坎。邁過了這道坎，它就會變成一扇通往電子強國新境界的大門，把我們領入另外一個嶄新的發展階段。

　　技術尋覓：美國公司壟斷的專利武器

　　“CPU指令集”和“CPU架構”是CPU產品中兩項最重要的核心技術，是美國公司壟斷世界CPU市場最重要的知識產權武器。

　　CPU工作、CPU與CPU之間的通信靠“指令”來進行，全部控制CPU運行指令的集合就是“CPU指令集”。

　　現今，RISC指令集已成為世界公認的CPU標準指令。由于發源于美國，像IBM、Intel、微軟等公司，他們先入為主，占盡了有利位置，現已成為這些公司壟斷這一領域的最基本方式之一。后來者即使掌握了同樣的技術，也要與已經流行的產品相兼容，才能進入到主流產品領域，被市場用戶所接受，否則產品將很難打開銷路。

　　CPU架構，就像文章的篇章結構，或者像樓房的主體結構，是為了實現CPU指令集的全部功能、進行產品開發前必須規劃好的。有了合理的架構，再將指令集中一個個“指令單元”安排到架構的相關位置，使它們能夠高效、協調地運行。這就同大樓中相互聯系緊密的功能房間要盡量靠近些，以盡量減少日常工作時的往來時間、提高辦公效率的道理是一樣的，并不神秘，也不難理解。

　　根據CPU的應用目標及對象，可以使用不同的架構來實現，有些功能的指令如果在某些特定的場合用不到也可以省略，這樣可以最大限度地減少CPU芯片的面積，用最少的內部電子元器件來實現應用目標，使產品的制造成本達到最小。

　　在統一的RISC標準指令集的前提下，可以用不同的架構來實現CPU產品。目前，世界3家著名的具有不同架構的CPU公司是：

　　(1)目前居統治地位的Intel公司的X86架構。自1978年6月Intel發布了首個8086處理器，X86架構CPU現已統治和主導世界CPU市場30多年。Intel公司是世界CMOS半導體制造工藝的發明者，是世界最高水平的半導體制造公司。其經營模式主要以研發并生產通用CPU成品的方式供應其他電子整機廠家，主要用戶遍布世界。其最新推出的第三代酷睿處理器Ivy Bridge，采用了22納米CMOS工藝，內含14億個晶體管，并首次采用了3D晶體管技術，開始在立體方向進行布線布局。

　　(2)另一種是MIPS架構，其知識產權歸美國MIPS公司所擁有。1985年第一塊MIPS處理器(R2000)誕生后，原本主要用在高端服務器領域，現在也開始向中低端消費領域發展，積極推出適用于數字家庭、網絡、單片機和其他應用的產品，目前MIPS架構版本主要有MIPS32和MIPS64兩款。該公司經營模式主要以嵌入式設計服務和向用戶提供CPU架構使用授權的方式來進行。

　　(3)ARM公司(Advanced RISC Machines Limited)于1990年成立，其設計出了適合多種應用整機的嵌入式CPU，其經營模式是只出售CPU的“硬核”，這種設計好的CPU產品，用戶無法對其進行更改，用戶要么直接在芯片廠進行流片生產，要么嵌入到用戶正在開發的系統芯片的設計中，被稱為“可用于生產芯片的技術授權”。一般情況下ARM不出售“CPU架構”服務，因為這是ARM的看家本領。ARM在低功耗、低成本和高性能的嵌入式系統應用領域居世界領先地位。

　　這3種架構CPU技術在發展中相互借鑒、相互補充、不斷提高，推動世界CPU市場由過去Intel一家獨大向技術日益普及、產品更加多極和應用更加個性化方向發展。