“永恒之藍"來(lái)襲，國產(chǎn)CPU和操作系統真的要崛起了嗎？

　　中國擁有世界超算第一的神威太湖之光,令人振奮的是其搭載的為國產(chǎn)CPU。但大眾能夠接觸到搭載國產(chǎn)CPU和操作系統的電腦卻少之又少。前不久兆芯對外宣稱(chēng)自主研發(fā)的CPU在性能方面已經(jīng)可以與國際廠(chǎng)商競爭。仿佛昨天還性能羸弱的國產(chǎn)CPU一躍便達到了國際水平,再加上宣稱(chēng)國產(chǎn)安全操作系統的中標麒麟,國產(chǎn)CPU和操作系統真的要崛起了嗎?筆者在此要潑一盆冷水。

　　筆者認為,國產(chǎn)CPU和操作系統崛起的標志應該是在民用級普及。從這一觀(guān)點(diǎn)來(lái)看,國產(chǎn)CPU和操作系統距離崛起還有相當長(cháng)的路要走。不過(guò)欣慰的是,兩者在通往民用的道路上已經(jīng)越走越快,而且最重要的是做到了自主可控,其中的代表就是龍芯+Linux。

　　CPU為什么不是前面提到性能比肩Intel/AMD的兆芯呢?要想弄明白這個(gè)問(wèn)題,我們需要對國產(chǎn)CPU進(jìn)行梳理。

　　國產(chǎn)CPU的設計和制造

　　目前國產(chǎn)CPU大致可以分為四大類(lèi):自主、開(kāi)源方案、購買(mǎi)方案和授權。

　　第一類(lèi)自主設計,其中的代表就是龍芯。龍芯的微架構是中科院自主研發(fā)的,可能由于其兼容MIPS指令集而被解讀為并不是完全自主設計。2011年的時(shí)候,龍芯就已購買(mǎi)了MIPS64位架構授權。但如今MIPS逐漸沒(méi)落,所以龍芯的市場(chǎng)前景并不可觀(guān)。一些朋友可能有機會(huì )拿到搭載龍芯CPU的筆記本,其性能表現是比較糟糕的。

　　龍芯3號

　　即使如此,龍芯的現實(shí)意義卻是最大的。作為一個(gè)國家的戰略技術(shù)儲備,龍芯會(huì )一直活下去。中國科學(xué)院龍芯CPU首席科學(xué)家胡偉武在接受采訪(fǎng)時(shí)表示,龍芯CPU完全可以做到世界第一,但問(wèn)題就在于沒(méi)人用、沒(méi)人買(mǎi)。軟件生態(tài)上的匱乏是制約龍芯發(fā)展的一大原因。

　　第二類(lèi)開(kāi)源方案,其中的代表就是SPARC架構的CPU。這一類(lèi)CPU基本不會(huì )用在民用領(lǐng)域,大多用在航空領(lǐng)域,比如大家熟悉的神舟飛船,歐洲一些國家的航天器也采用此類(lèi)CPU。

　　第三類(lèi)購買(mǎi)方案,其中的代表就是alpha架構的CPU。神威太湖之光就是用的這種,同樣不適合民用。雖然在超算領(lǐng)域神威太湖之光是最強的,但自身還是存在一些設計缺陷,比如內存設計很弱,浮點(diǎn)性能強,適合做并行計算,有點(diǎn)像顯卡。單核性能比較弱,可能還不如龍芯。

　　神威太湖之光

　　第四類(lèi)授權,這是目前最為廣泛的,比如前面提到的兆芯是x86的授權,大家熟知的華為的麒麟處理器是ARM的授權。除了這兩個(gè)外,還有飛騰(ARM)、展訊(ARM)等等。這一類(lèi)在商業(yè)化道路上是走的比較輕松的,因為不用擔心兼容性問(wèn)題,花費的錢(qián)也比其他類(lèi)要少一些。

　　但這一類(lèi)是受人制約的,雖然是自行設計Soc,但相比龍芯的自主設計要有些區別。從長(cháng)遠來(lái)看,這些授權依舊是別人的東西,信息安全受制于人,產(chǎn)業(yè)發(fā)展受制于人。在商業(yè)上使用可以,但冠以國產(chǎn)之名確實(shí)有些牽強。

　　除了CPU設計外,CPU制造也是一大坎。目前國內芯片工藝比較落后,比如光刻機(簡(jiǎn)單理解為決定芯片多少納米)就無(wú)法達到世界水平,這也使得國內無(wú)法生產(chǎn)高端芯片,以前的龍芯都是委托別人制作的。收購是最佳捷徑,但其中涉及到政治、經(jīng)濟等多方面問(wèn)題,一些國家限制中國收購類(lèi)似鎂光這樣的企業(yè)。

　　光刻機

　　總體而言,國產(chǎn)CPU確實(shí)取得了長(cháng)足發(fā)展,但在核心競爭力方面依然比較弱,尤其是民用領(lǐng)域幾乎全部依賴(lài)國外技術(shù)授權。在制造工藝上也受制于技術(shù)水平,無(wú)法大規模制造高端芯片。

　　說(shuō)實(shí)話(huà),真正意義上的國產(chǎn)操作系統的發(fā)展還不如國產(chǎn)CPU。

　　目前國產(chǎn)操作系統基本可以分為三大類(lèi):完全自主、開(kāi)源系統和修改閉源系統。

　　第一類(lèi)完全自主的操作系統有很多,但如果從應用生態(tài)方面來(lái)看的話(huà),完全自主操作系統的數量是0。這是因為編寫(xiě)一個(gè)操作系統的難度并不是很高,只要學(xué)過(guò)計算機專(zhuān)業(yè)、水平高一些就能編寫(xiě)一個(gè)簡(jiǎn)單的操作系統,但這樣的操作系統是沒(méi)有意義的。

　　最主要的原因就是它并沒(méi)有完整的軟件生態(tài)系統。為什么大家都習慣用Windows,是因為我們經(jīng)常用到的軟件和服務(wù)都在Windows上,比如購物經(jīng)常用的網(wǎng)銀,在其他系統上是無(wú)法使用的。系統的發(fā)展是個(gè)漫長(cháng)的過(guò)程,不僅僅是系統自身完善,更是系統生態(tài)的完善。

　　Linux家族

　　第二類(lèi)開(kāi)源系統就太多了,PC上有大家熟悉的Linux,比如麒麟、紅旗、烏班圖和deepin等桌面操作系統;手機上有多數人都在用的Android,比如國內三大手機系統MIUI、Flyme OS、Smartisan OS等。這些操作系統的本質(zhì)都是Linux或類(lèi)Linux,只不過(guò)換了換皮膚,深度定制些功能等。所以它們能夠運行相同的程序。

　　安卓系統

　　第三類(lèi)修改閉源系統,這一類(lèi)比較少見(jiàn),就是花錢(qián)買(mǎi)完整的授權,然后在源碼上進(jìn)行修改。代表類(lèi)型是VxWorks,在嵌入式中比較常見(jiàn),比如交換機這種產(chǎn)品的系統,在民用級的產(chǎn)品中幾乎見(jiàn)不到。

　　從以上三種類(lèi)型中可以看到,Linux作為開(kāi)源系統是比較好的選擇?？赡苡腥藭?huì )擔心開(kāi)源系統不安全,其實(shí)這個(gè)擔心是有些多余。系統都已經(jīng)開(kāi)源了,即使不安全也能直接看到。也正是這個(gè)原因,Linux系統從來(lái)不需要殺毒軟件,可以說(shuō)Linux沒(méi)有國別之分,它是世界的。

　　總結:

　　由于我國在國產(chǎn)CPU和操作系統這兩方面起步比較晚,所以在發(fā)展程度上還無(wú)法達到世界級水平。而且建立一個(gè)完整的生態(tài)系統(硬件+軟件)并不是一朝一夕的事。所以從目前形勢來(lái)看,民用級中龍芯+Linux是比較好的選擇。當然也要分清國產(chǎn)CPU和操作系統這兩者的主次關(guān)系,技術(shù)壁壘在芯片上,所以國產(chǎn)CPU的重要性要大于國產(chǎn)操作系統。