国产CPU的“飞腾”之路

2019年12月19日，飞腾在北京举办了主题为“同心筑生态，前路共飞腾”的首届生态伙伴大会，吸引了包括两院院士、业内专家、政府主管部门、行业协会、用户单位、软硬件厂商、系统集成商、媒体、金融机构在内的全国各地的参会代表共计2000余人参加，参会单位和企业超过500家，足见产业界对于国产CPU代表厂商飞腾的关注。

与此同时，飞腾还携手数十家厂商还在大会上发布和展示了近百款基于飞腾CPU的终端新品，展示了日益繁荣的飞腾生态。

一、国产CPU自主可控的路线之争

众所周知，在高端CPU市场，一直都是IntelX86架构的天下。目前Intel在服务器市场占比高达90%以上，而且得益于PC时代的Wintel联盟，Intel的X86架构在PC及服务器市场拥有着强大的生态壁垒。

在此背景之下，一直以来，我国在高端通用芯片高度也是严重依赖进口，尤其是CPU芯片，在PC和服务器领域，国产厂商存在感很小，基本被国际大厂所垄断。在此背景之下，要想实现国产CPU的自主可控，只三条路线。

1、从零开始构建CPU软硬件生态

显然，这是最难的，也是不现实的。且不说能不能做出来，做出来性能到底有多强，因为即使做出了好的CPU内核，没有生态，只有少数中国厂商自己玩，依然还是“废品”。

2、拿到X86架构授权，来设计自己的X86 CPU

这是最省力的方式，毕竟可Intel的X86架构在性能上有着很大的优势，起点高，而且还可以充分共享Intel在服务器和PC市场的生态。

但是，X86架构是Intel的知识产权，国产芯片厂商要做X86架构芯片，首先需要解决的就是X86技术授权的问题。对于Intel来说，显然是不会愿意向中国大陆芯片厂商授权X86架构的，所幸的是AMD和台湾威盛都有着X86技术的授权。不过，根据Intel当初与AMD、威盛的X86技术授权协议，他们均无权向第三方授权X86技术。因此，国产CPU厂商选择与其成立合资公司来获得授权。

比如2013年成立的上海兆芯（上海国资委下属上海联和投资有限公司与台湾威盛合资公司）就通过威盛获得了X86架构的授权（威盛很早就有X86架构授权）。此外，2016年成立的天津海光（AMD与中国天津海光先进技术投资有限公司的合资公司），通过AMD获得了X86架构和SoC IP，用于芯片开发。为此，AMD还获得了价值2.93亿美元的现金，包括特许权使用费 。

但是，这种通过合资公司获得X86架构授权的形式，虽然见效快，但是依然存在这一些“不可控”的因素，因为其技术来源始终是受制于合资的外资公司，而且技术的后续升级也可能存在一定的难度。比如，今年6月，AMD就宣布其不再向中国公司（天津海光）授权其新的X86 IP产品。这也意味着天津海光后续的X86 CPU的重大升级可能会遇到瓶颈。

3、选择开放的CPU架构

目前，全球知名的开源的或者对外开放授权的芯片架构主要有ARM、MIPS、ALPHA、SPARC、POWER、RISC-V等。选择已有的开源的或者可授权的架构，则意味着无需从头做起，可以利用已有的开放的生态，可以说这也是国产CPU的一个很好的选择。

需要指出的是，目前除了X86和ARM之外，其他的MIPS、ALPHA、SPARC、POWER、RISC-V架构在生态系统上都非常的孱弱。

那么如果选择开放的CPU架构，到底该选哪一种架构呢？

我们可以看到，国产CPU厂商龙芯选择的是MIPS架构，目前也做的不错，但是MIPS生态主要覆盖的还是嵌入式市场，虽然龙芯也有PC和服务器产品，也进入了政府服务器采购目录，但是目前在国内PC和服务器市场的影响依然非常有限。

2018-2019年政府采购关于国产芯片服务器的具体参数要求

另一家国产CPU厂商申威则选择的是ALPHA架构，目前在超算领域成绩斐然。此前夺得全球超算第一的“神威·太湖之光”超级计算机搭载的就是“申威26010”众核处理器。虽然申威也有推服务器产品，也进入了政府服务器采购目录，但是由于ALPHA架构生态薄弱，目前申威的服务器产品在国内市场中的影响也相当有限。

飞腾一开始的时候，考察了SPARC、MIPS、ALPHA架构，这三种指令集架构都可以以极其低廉的价格（据说SPARC的授权价只有99美元，ALPHA不要钱）获得授权，最后飞腾选择了SPARC架构进行了CPU的研发。

2006年，飞腾团队就研制成功了两代国产CPU，在关键领域实现了规模化应用。“十一五”期间，在国家 “核高基”科技重大专项的支持下，以FT-1000/FT-1000A和FT1500为代表的第三代飞腾CPU走向商业应用。但SPARC孱弱的生态系统却使得飞腾CPU在大规模商用上进展缓慢。

▲飞腾总经理窦强

飞腾总经理窦强告诉芯智讯：“在ARM之前，我们基于Sparc架构做过一代超算，也做过几代处理器，当时在做国产化推广的时候难度非常大。一个是芯片本身性能比较低，第二软件生态也比较差，所以当时推起来用户体验也非常的差，推动起来非常难。但是当时我们也没有其他的可选，X86我们没有路子，目前也还没有一个明确的商业模式。ARM当时也只有32位的指令集。中国体量大，必须迎头对抗，竞争，想躲避是躲避不了的。如果一定要有自己的IT产业，话语权更多，能够的选择肯定不多。”

不过，这个情况在2012年出现了改变。2012年，ARM正式推出了自己的第一个64位指令集处理器架构ARMv8，希望进入服务器等新的领域。此后，飞腾很果断的放弃了SPARC，拿了ARMv8指令集架构的授权，全面转向了ARM阵营。

此外，还有一家选择ARM指令集架构的国产CPU厂商——华为。华为很早也开始基于ARM体系打造从芯片到服务器的系列产品线。当前华为ARM架构服务器相关产业产品三类主线：Hi16 系 列 CPU、鲲鹏系列ARM CPU 和泰山服务器。不过，华为首款基于ARMv8指令集架构自主设计的服务器芯片——鲲鹏920，直到今年才正式发布。

二、ARM服务器的生态之战

得益于ARM在智能手机市场的强大的生态的积累，使得选择ARM架构来做服务器，在生态上要比X86以外的架构要更好一些。但是基于ARM架构的服务器CPU发展也不是一帆风顺，想要突破X86的封锁，困难重重。

从一片看衰到百花齐放

首先，由于ARM芯片在服务器领域性能的劣势，使得其很难与中高端的X86服务器芯片竞争。虽然在手机市场，低功耗、高能效是ARM成功的一个关键优势，但是在服务器芯片领域，ARM的这个优势已不再明显。

飞腾总经理窦强也表示，在服务器领域，对于性能的要求更高。而在一样的计算能力的前提下，ARM功耗不一定比X86低。当然，从成本角度来看，ARM相比X86依然有着较大的优势。

其次，在生态的建设上，相比经过多年深耕一片繁荣的X86生态来说，ARM生态的发展可谓是举步维艰。

（编辑：核心网）

【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容!