國產(chǎn) CPU 性能最全盤(pán)點(diǎn) 宜良性競爭優(yōu)勝劣汰

　　近年來(lái)，中國政府大力發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)，國產(chǎn) CPU 如同雨后春筍般成長(cháng)起來(lái)。國產(chǎn) 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(lái)對國產(chǎn) CPU 做一個(gè)比較全面客觀(guān)的盤(pán)點(diǎn)。

　　X86 陣營(yíng)：瀾起、海光、兆芯2016 年起，瀾起科技與 Intel、清華大學(xué)合作，開(kāi)發(fā)出津逮 CPU。津逮 CPU 其實(shí)就是在 Intel CPU 上加一個(gè)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(wèn)題就在于，增加一個(gè) ASIC會(huì )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(lái)是關(guān)鍵。

　　另外，能否保證 100%安全可控，這也是需要時(shí)間檢驗的問(wèn)題。

　　海光是 AMD 和曙光成立的合資公司。在銳龍問(wèn)世前，AMD 在商業(yè)上被英特爾壓著(zhù)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(shù)資料授予合資公司。就性能來(lái)說(shuō)，Zen 屬于國際一流水平，具有市場(chǎng)競爭力，這一點(diǎn)從 AMD 股價(jià)在過(guò)去幾年上漲 800%就能體現出來(lái)。據說(shuō)海光已經(jīng)在進(jìn)行產(chǎn)品的迭代創(chuàng )新，如果能夠把技術(shù)消化吸收，并把成本控制下來(lái)，在商業(yè)市場(chǎng)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(zhuān)項，獲得了海量資金扶持。兆芯通過(guò)引進(jìn) VIA 的技術(shù)，做了數代改進(jìn)，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(lái)，那么在上網(wǎng)本、瘦客戶(hù)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(yíng)：ARM mini China、華為、飛騰、華芯通隨著(zhù)中國掀起芯片熱，ARM 也來(lái)大陸開(kāi)設合資公司。一些網(wǎng)友把中方占股 ARM miniChina 51%的股份視為中國可以通過(guò)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(shuō)明，ARM mini China 對于中國實(shí)現 CPU 自主可控沒(méi)有任何關(guān)系。

　　多年前，ARM 服務(wù)器 CPU 被諸多行業(yè)人士看好，并認為有希望取代 X86，或侵蝕部 分 X86 服務(wù)器 CPU 市場(chǎng)。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(wù)器CPU獲得了核高基等國家資源的扶持。其ARM服務(wù)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(yè)界標桿 25%，同時(shí)，能效比優(yōu)于業(yè)界標桿 30%。就芯片設計本身來(lái)說(shuō)，Hi1610、Hi1612 是買(mǎi) A57 做集成，Hi1616 是買(mǎi) A72 做集成。Hi1620雖然華為官方宣傳自主，但根據技術(shù)發(fā)展一般規律來(lái)看，應該是站在巨人肩膀上的產(chǎn)物。

　　飛騰的 ARM 服務(wù)器和華為的發(fā)展模式類(lèi)似。飛騰已經(jīng)研發(fā)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(wù)器芯片專(zhuān)有技術(shù)，支持新公司在未來(lái)的發(fā)展。根據公開(kāi)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?？春?，但在 2019年 4 月底，華芯通宣布關(guān)門(mén)。

　　ARM 服務(wù)器 CPU 有三個(gè)問(wèn)題，一是性能，二是生態(tài)，三是價(jià)格。

　　就性能來(lái)說(shuō)，雖然華為和飛騰紛紛用 PPT 對標，甚至“吊打”英特爾，但其實(shí)是用 48核、64 核對戰英特爾 14 核、28 核。國產(chǎn) 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(lái)對比多核性能。然而，CPU 最關(guān)鍵的恰恰是單核性能，實(shí)踐證明，強勁的單核性能+超線(xiàn)程才是最優(yōu)解。單核性能上不去，盲目堆核心數是邪路。

　　就生態(tài)來(lái)說(shuō)，雖然早在 4、5 年前業(yè)界就盛傳 ARM 在服務(wù)器上的生態(tài)會(huì )很豐富，但時(shí)至今日，當年夸下的?？谝廊恢皇?PPT。X86 在 PC 和服務(wù)器上的優(yōu)勢異常穩固。

　　就價(jià)格來(lái)說(shuō)，芯片的價(jià)格與產(chǎn)量息息相關(guān)，在這方面，英特爾相對于國產(chǎn) ARM CPU有明顯優(yōu)勢。加上國產(chǎn) ARM 服務(wù)器 CPU 普遍采用堆核心數量的做法，這又進(jìn)一步加大了芯片的成本，因而這些國產(chǎn) ARM 服務(wù)器 CPU 反而比英特爾賣(mài)的更貴。

　　高通、AMD 等國外巨頭之所以放棄 ARM 服務(wù)器 CPU，華芯通之所以關(guān)門(mén)，根源就在于純商業(yè)模式下，ARM 服務(wù)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(chǎng)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(méi)有到位，是李國杰院士用計算所的經(jīng)費支持龍芯研發(fā)。在“十二五”之后，龍芯只能自己賺錢(qián)和依靠投資人的投資養活自己。在過(guò)去 18 年的時(shí)間里，國家只給了龍芯 5 億多的經(jīng)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(shí)期其他國產(chǎn) CPU。

　　就 CPU 最關(guān)鍵的單核性能來(lái)說(shuō)，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(jìn)步迅速，達到 20 分。誠然，龍芯這幾年進(jìn)步很快，但 CPU性能和生態(tài)與英特爾還是有很大差距。

　　SW 由相關(guān)單位設計，在超算上取得成功后，SW 開(kāi)始把服務(wù)器作為發(fā)力的方向，2019年會(huì )有 SW3231 問(wèn)世，2020 年 SW3232 會(huì )問(wèn)世。就單核性能來(lái)說(shuō)，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(tài)的問(wèn)題，在一定范圍內小規模推廣是可以期待的。

　　RISC-V近年來(lái)，輿論上和行業(yè)里部分人認為 RISC-V 已經(jīng)過(guò)度炒作，這種炒作和幾年前高調炒作 ARM 進(jìn)軍服務(wù)器 CPU，ARM 前景無(wú)限非常類(lèi)似。

　　可以說(shuō)，在純商業(yè)模式下完全依賴(lài)“看不見(jiàn)的手”進(jìn)行調控，想要擠掉英特爾、ARM在各自強勢領(lǐng)域的市場(chǎng)份額，是不可能完成的任務(wù)。只有通過(guò)“看得見(jiàn)的手”進(jìn)行調控，后來(lái)者才能有一個(gè)茁壯成長(cháng)的機會(huì )。

　　因此，對于 RISC-V 而言，單純依靠市場(chǎng)的力量，能夠做的是在嵌入式方面有所作為，比如在物聯(lián)網(wǎng)的大潮下，做一些嵌入式應用，無(wú)法在 PC 和服務(wù)器這類(lèi)對性能要求較高的市場(chǎng)有所作為。因為在這些方面依靠市場(chǎng)力量搞 RISC-V，就如同在 PC 和服務(wù)器推 ARM，在移動(dòng)端推 X86 一樣悲劇。

　　國產(chǎn) CPU 宜良性競爭國產(chǎn)基礎軟硬件最理想的狀態(tài)，是國內所有 CPU 公司圍繞一套指令集設計 CPU，軟件廠(chǎng)商圍繞這套指令集建生態(tài)。比較現實(shí)的做法是通過(guò)市場(chǎng)競爭優(yōu)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(lái)，國家對集成電路產(chǎn)業(yè)的扶持力度很大。

　　誠然，國家對于落后產(chǎn)業(yè)進(jìn)行補貼幫助產(chǎn)業(yè)發(fā)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(yè)到市場(chǎng)中去自謀生路了。

　　應用是國產(chǎn) CPU 成長(cháng)的階梯，國家應當從應用上動(dòng)腦筋，幫助國產(chǎn) CPU 用起來(lái)。

　　其次，對于自主可控不能雙重標準。技術(shù)引進(jìn)也是掌握先進(jìn)技術(shù)的有效方式，技術(shù)消化吸收是需要一定能力水平和時(shí)間。對于技術(shù)引進(jìn)，真正關(guān)鍵的在于能力。海光、華為、兆芯都在吸收消化引進(jìn)的技術(shù)，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(shù)，關(guān)鍵是要形成自己的設計能力，開(kāi)發(fā)出自己的獨立產(chǎn)品和 IP。

　　這里在對 X86 和 ARM 授權多說(shuō)幾句。網(wǎng)上總有不明真相的群眾認為 X86 授權有問(wèn)題，而 ARM 授權卻米有。但實(shí)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(lái)說(shuō)，英特爾和 AMD 之間的 X86 交叉授權背景復雜，交叉技術(shù)授權符合美國法律法規，如果英特爾拿這個(gè)去制約 AMD 的生意，就會(huì )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(wǎng)友調侃，“農企要掛了，英特爾又得去送錢(qián)”。

　　像當下這種敏感時(shí)期，中美也是斗而不破的，即便華為被列入“實(shí)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(méi)有一上來(lái)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?？梢哉f(shuō)，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(zhuān)利技術(shù)，軟件、硬件全都無(wú)法幸免，中國商業(yè)社會(huì )有可能會(huì )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(fēng)險視而不見(jiàn)，這是值得商榷的。

　　最后，安全市場(chǎng)和商業(yè)市場(chǎng)應當齊頭并進(jìn)。中國還做不到使用國產(chǎn) EDA、原材料、設備、工藝完成國產(chǎn) CPU 的設計、制造、封裝，因而自主可控是相對概念。就安全市場(chǎng)來(lái)說(shuō)，應當作為中國自己 IT 技術(shù)體系的孵化地。

　　就商業(yè)市場(chǎng)來(lái)說(shuō)，還是應當讓商業(yè)法則發(fā)揮作用，政府應當作為規則的維護者，不應當過(guò)度干涉商業(yè)市場(chǎng)。筆者認為，就商業(yè)市場(chǎng)以及對 X86 生態(tài)和性能有要求的特殊市場(chǎng)，海光目前性能表現不錯，且技術(shù)上存在消化吸收的較高可能性。問(wèn)題在于成本控制水平，價(jià)格有沒(méi)有競爭力。就建立中國版 Wintel 來(lái)說(shuō)，龍芯和申威可以期待，但短期在商業(yè)市場(chǎng)缺乏競爭力，需要二十年磨一劍打持久戰。