来源：济源网

　　留给国产芯片实现自主可控的时间已经不多了。

　　去年8月，美国历史性的“芯片法案”正式落地。而在3月11日，该国政府再次放话称，即将再次收紧半导体制造设备的出口条件，进一步阻止中国发展先进芯片产业。

　　这对于计算设备的核心中央处理器（CPU）来说，时间更为紧迫。目前，国内主流的CPU厂商有六家：龙芯中科、海光信息、申威科技、天津飞腾、华为鲲鹏及上海兆芯。

　　国产CPU的六颗“芯”

　　就CPU设计和制造来说，业界普遍的观点是，只有具备独立的微架构设计和自主迭代能力，才算是具备了CPU的研发能力。

　　而作为国产CPU的六颗“芯”，龙芯、海光、华为等六大厂商虽然都是CPU设计和制造的头部，但它们在具体路线上，却有各自的考量。

　　指令集的三条路

　　对于CPU来说，最终实现系统控制和计算的核心便是“指令集”。而指令集的先进与否，也关系到CPU的性能发挥。

　　目前，常见的指令集有两种，即复杂指令集（CISC）与精简指令集（RISC）。其中，x86是复杂指令集的代表，而ARM、MIPS、ALPHA和RISC-V等是精简指令集的代表。

　　龙芯、海光、申威、飞腾、华为及兆芯这六家大厂间的竞争，也要从这“三大路线”上说起。

　　ARM指令集（华为、飞腾）

　　ARM架构的特点是低功耗小体积，主要聚焦移动终端市场，在消费类电子产品中被普遍采用。

　　国内厂商中，ARM路线代表有华为鲲鹏和飞腾，根据公开资料，两家都获得了ARM v8架构版本的永久授权，产品也围绕该版本研发和生产。

　　然而，ARM公司仅对外授权某一具体版本的指令集（比如ARM v8），大版本更新后（如ARM v9）需要重新购买授权，并且要求获得授权的企业不得随意修改和扩展指令集，否则就会造成侵权。

　　目前，鲲鹏和飞腾均都未取得ARM v9的授权，而且将来大概率上也不会获得授权，这样一来，不仅无法扩展专用型指令集和特定算法，还可能遭受依托新指令的执行单元在性能上带来的降维打击。长期来看，在技术生态上也可能被脱钩。

　　自研指令集（申威Alpha/SW-64，龙芯MIPS/LoongArch）

　　主要代表是龙芯和申威。其中，龙芯早期获得了MIPS有限授权，并在后续研发了LoongArch指令集，但其市场空间狭窄和生态上的制约是硬伤。

　　申威早期采用的是Alpha架构，更新的资料显示，其64位服务器上搭载的CPU是基于自研的SW-64指令集（兼容Alpha指令集）。其中，Alpha结构简单，易于实现超标量和高主频计算。虽然也有生态局限，但申威目前也只被应用在特定的专用领域，所以影响不大。

　　x86指令集（海光、兆芯）

　　在x86方面，根据AMD和Intel的交叉授权协议，双方及获得授权的企业，不会在指令集上出现知识产权问题。这也意味着，无论哪一方都可以基于新发布的指令集来进行CPU的设计。

　　值得一提的是，x86架构兼容性强，配套软件及开发工具相对成熟，且x86架构功能强大，高效使用主存储器，在处理复杂指令和商业计算的运用方面有较大优势。

　　国内X86阵营主要有海光和兆芯两家厂商，但走的道路也有差异。

　　兆芯通过收购威盛电子而获得英特尔阶段性授权，但是据说后期还需要不断购买威盛的技术和IP研发产品，实力不足的同时，还将面对授权有效期结束，且无法续订的难题。

　　海光则从AMD拿到了ZEN1架构和X86指令集的永久授权，不仅可以自行设计CPU内核和SOC，也可以自行安全扩充指令集，从目前的发展空间来看，它的潜力最大。同时，根据公开资料，海光目前已经实现了自主迭代，自主研发的海光3号处理器性能已经超越了Zen 2，并即将达到Zen 3的水平。

　　国产CPU如何破局？

　　整体来看，国产CPU阵容不容小觑，华为、海光等厂商也已取得了不小的进展，但独立自主依然是最重要的底层逻辑。基于当前的内外环境，采用x86指令集及授权+自研的企业，在自主迭代上更有保障。

　　不过，这也只是开始，芯片架构的后续迭代发展，依然只能靠企业进行自主研发。因此，持续的资金和人才投入也非常重要。

　　此外，国产芯片若要破局，商业化是必经之路，成熟而完整的软硬件生态则成为必需，像苹果的这种封闭式生态路线不具备普适性，它不仅需要投入大量的资金，还需要拥有充足的时间和开放的环境，这些都是国内企业最缺少的。

　　如今，整个国产CPU阵营都面临着巨大的压力，尤其是华为、海光、龙芯等六大头部的国产CPU厂商。虽说破局并非一朝一夕能够达成，但可以先找到一个突破口，集中优先发力，以点带面，来推动整个产业的发展。

责任编辑：胡尊波