國產 CPU 性能最全盤點 宜良性競爭優勝劣汰

　　近年來，中國政府大力發展集成電路產業，國產 CPU 如同雨后春筍般成長起來。國產 CPU 性能到底怎么樣，和英特爾的差距到底在哪里？筆者接下來對國產 CPU 做一個比較全面客觀的盤點。

　　X86 陣營：瀾起、海光、兆芯2016 年起，瀾起科技與 Intel、清華大學合作，開發出津逮 CPU。津逮 CPU 其實就是在 Intel CPU 上加一個所謂的安全模塊，是 CPU+ASIC。由于本身用的就是英特爾的 X86 CPU，因而在性能上是可以媲美英特爾的 CPU。問題就在于，增加一個 ASIC會導致額外封裝成本，以及 ASIC 本身也有成本，因而能不能把成本控制下來是關鍵。

　　另外，能否保證 100%安全可控，這也是需要時間檢驗的問題。

　　海光是 AMD 和曙光成立的合資公司。在銳龍問世前，AMD 在商業上被英特爾壓著打，因而向中國大陸拋出橄欖枝，成立合資公司，并將 Zen 的源代碼和設計文檔等技術資料授予合資公司。就性能來說，Zen 屬于國際一流水平，具有市場競爭力，這一點從 AMD 股價在過去幾年上漲 800%就能體現出來。據說海光已經在進行產品的迭代創新，如果能夠把技術消化吸收，并把成本控制下來，在商業市場和英特爾搶飯碗，那是挺好的。

　　兆芯是上海國資與中國臺灣 VIA 成立的合資公司。在十二五期間，合資公司承接了核高基 01 專項，獲得了海量資金扶持。兆芯通過引進 VIA 的技術，做了數代改進，最新的 KX6000，性能達到老一代 AMD 處理器的水平，如果能夠把成本降下來，那么在上網本、瘦客戶端等平臺上還是有一定潛力的。誠然，兆芯 CPU 性能提升比較明顯，但和瀾起津逮 CPU 和海光 CPU 在性能上還是有不小差距。

　　ARM 陣營：ARM mini China、華為、飛騰、華芯通隨著中國掀起芯片熱，ARM 也來大陸開設合資公司。一些網友把中方占股 ARM miniChina 51%的股份視為中國可以通過這種方式不再懼怕國外制裁。數月前，ARM 決定制裁華為，ARM mini China 與 ARM 保持一致步調共同制裁華為，這足以說明，ARM mini China 對于中國實現 CPU 自主可控沒有任何關系。

　　多年前，ARM 服務器 CPU 被諸多行業人士看好，并認為有希望取代 X86，或侵蝕部 分 X86 服務器 CPU 市場。于是，AMD、高通、博通等一大批知名國外公司相繼參與， 華為和飛騰也加入這波浪潮。

　　華為的ARM服務器CPU獲得了核高基等國家資源的扶持。其ARM服務器有Hi1610、Hi1612、Hi1616、Hi1620。Hi1616 就是鯤鵬 916，Hi1620 就是鯤鵬 920，華為宣傳鯤鵬 920 性能超出業界標桿 25%，同時，能效比優于業界標桿 30%。就芯片設計本身來說，Hi1610、Hi1612 是買 A57 做集成，Hi1616 是買 A72 做集成。Hi1620雖然華為官方宣傳自主，但根據技術發展一般規律來看，應該是站在巨人肩膀上的產物。

　　飛騰的 ARM 服務器和華為的發展模式類似。飛騰已經研發了 FT1500A、FT2000、FT2000plus 等幾款芯片，其中，FT2000plus 雖然在單核性能上與英特爾差距較大，但在多核上飛騰對標英特爾 E5 處理器。

　　華芯通是貴州政府與高通成立的合資公司。高通將向合資公司提供其服務器芯片專有技術，支持新公司在未來的發展。根據公開消息，華芯通首期注冊資本 18.5 億元，貴州方面占股 55%，高通方面占股 45%。雖然這項合資一度被非常看好，但在 2019年 4 月底，華芯通宣布關門。

　　ARM 服務器 CPU 有三個問題，一是性能，二是生態，三是價格。

　　就性能來說，雖然華為和飛騰紛紛用 PPT 對標，甚至“吊打”英特爾，但其實是用 48核、64 核對戰英特爾 14 核、28 核。國產 ARM CPU 在單核性能上與英特爾還是有不小差距的，因而只能用堆核心數來對比多核性能。然而，CPU 最關鍵的恰恰是單核性能，實踐證明，強勁的單核性能+超線程才是最優解。單核性能上不去，盲目堆核心數是邪路。

　　就生態來說，雖然早在 4、5 年前業界就盛傳 ARM 在服務器上的生態會很豐富，但時至今日，當年夸下的海口依然只是 PPT。X86 在 PC 和服務器上的優勢異常穩固。

　　就價格來說，芯片的價格與產量息息相關，在這方面，英特爾相對于國產 ARM CPU有明顯優勢。加上國產 ARM 服務器 CPU 普遍采用堆核心數量的做法，這又進一步加大了芯片的成本，因而這些國產 ARM 服務器 CPU 反而比英特爾賣的更貴。

　　高通、AMD 等國外巨頭之所以放棄 ARM 服務器 CPU，華芯通之所以關門，根源就在于純商業模式下，ARM 服務器 CPU 走不通。正是因此，華為和飛騰都往央采和安全可控市場沖。

　　MIPS/SW64:龍芯、申威龍芯成立于 2001 年。在“十五”期間龍芯獲得國家較大扶持，在“十一五”期間，政策上加大了對芯片項目的審核力度，國家對芯片項目的撥款變得“非常謹慎”，這使國家資金遲遲沒有到位，是李國杰院士用計算所的經費支持龍芯研發。在“十二五”之后，龍芯只能自己賺錢和依靠投資人的投資養活自己。在過去 18 年的時間里，國家只給了龍芯 5 億多的經費。正因為囊中羞澀，使龍芯在“斷奶后”，芯片的制造工藝上普遍落后于同時期其他國產 CPU。

　　就 CPU 最關鍵的單核性能來說，龍芯依靠自己的芯片設計能力，在制造工藝落后 1-2代的情況下，單核性能進步迅速，達到 20 分。誠然，龍芯這幾年進步很快，但 CPU性能和生態與英特爾還是有很大差距。

　　SW 由相關單位設計，在超算上取得成功后，SW 開始把服務器作為發力的方向，2019年會有 SW3231 問世，2020 年 SW3232 會問世。就單核性能來說，SW3232 的預定目標是 25 分左右，如果能夠達到預期性能，且能夠解決軟件生態的問題，在一定范圍內小規模推廣是可以期待的。

　　RISC-V近年來，輿論上和行業里部分人認為 RISC-V 已經過度炒作，這種炒作和幾年前高調炒作 ARM 進軍服務器 CPU，ARM 前景無限非常類似。

　　可以說，在純商業模式下完全依賴“看不見的手”進行調控，想要擠掉英特爾、ARM在各自強勢領域的市場份額，是不可能完成的任務。只有通過“看得見的手”進行調控，后來者才能有一個茁壯成長的機會。

　　因此，對于 RISC-V 而言，單純依靠市場的力量，能夠做的是在嵌入式方面有所作為，比如在物聯網的大潮下，做一些嵌入式應用，無法在 PC 和服務器這類對性能要求較高的市場有所作為。因為在這些方面依靠市場力量搞 RISC-V，就如同在 PC 和服務器推 ARM，在移動端推 X86 一樣悲劇。

　　國產 CPU 宜良性競爭國產基礎軟硬件最理想的狀態，是國內所有 CPU 公司圍繞一套指令集設計 CPU，軟件廠商圍繞這套指令集建生態。比較現實的做法是通過市場競爭優勝劣汰，前提是必須有良好的規則，否則只能是“劣幣驅逐良幣”。

　　首先，不宜搞拉偏架式幫扶補貼。近年來，國家對集成電路產業的扶持力度很大。

　　誠然，國家對于落后產業進行補貼幫助產業發展是理所當然的，但補貼也要講究方式方法，政府資金可以“扶一程”、“送一程”，之后就應該讓企業到市場中去自謀生路了。

　　應用是國產 CPU 成長的階梯，國家應當從應用上動腦筋，幫助國產 CPU 用起來。

　　其次，對于自主可控不能雙重標準。技術引進也是掌握先進技術的有效方式，技術消化吸收是需要一定能力水平和時間。對于技術引進，真正關鍵的在于能力。海光、華為、兆芯都在吸收消化引進的技術，都是拿到了真東西。海光是完整 CPU 內核及源代碼，兆芯從 VIA 獲得了源碼，華為也由 ARM 公司授權獲得技術，關鍵是要形成自己的設計能力，開發出自己的獨立產品和 IP。

　　這里在對 X86 和 ARM 授權多說幾句。網上總有不明真相的群眾認為 X86 授權有問題，而 ARM 授權卻米有。但實際上，X86 和 ARM 授權都是存在瑕疵的，也都有回旋的余地。

　　就海光來說，英特爾和 AMD 之間的 X86 交叉授權背景復雜，交叉技術授權符合美國法律法規，如果英特爾拿這個去制約 AMD 的生意，就會受到美國國內的反壟斷制裁，這對英特爾更嚴重更致命，以至于網友調侃，“農企要掛了，英特爾又得去送錢”。

　　像當下這種敏感時期，中美也是斗而不破的，即便華為被列入“實體名單”，即便 ARM宣布遵守川普禁令，但還是有回旋余地——川普并沒有一上來就全面封殺，而是給了90 天寬限期，而寬限期還未結束，在 G20 碰面之后，川普明顯就松口了。可以說，川普的目的“以戰促和”。

　　真正碰到中美撕破臉了，一切中國使用的由美國控制的專利技術，軟件、硬件全都無法幸免，中國商業社會有可能會癱瘓。

　　因此，X86 和 ARM 都存在瑕疵，也都有回旋的余地。一些 ARM 支持者以 X86 授權攻擊 X86 CPU，卻對 ARM 授權的風險視而不見，這是值得商榷的。

　　最后，安全市場和商業市場應當齊頭并進。中國還做不到使用國產 EDA、原材料、設備、工藝完成國產 CPU 的設計、制造、封裝，因而自主可控是相對概念。就安全市場來說，應當作為中國自己 IT 技術體系的孵化地。

　　就商業市場來說，還是應當讓商業法則發揮作用，政府應當作為規則的維護者，不應當過度干涉商業市場。筆者認為，就商業市場以及對 X86 生態和性能有要求的特殊市場，海光目前性能表現不錯，且技術上存在消化吸收的較高可能性。問題在于成本控制水平，價格有沒有競爭力。就建立中國版 Wintel 來說，龍芯和申威可以期待，但短期在商業市場缺乏競爭力，需要二十年磨一劍打持久戰。