CPU 市場(chǎng)，正醞釀變局

11 月 28 日，國產(chǎn) CPU 廠(chǎng)商龍芯中科正式發(fā)布了基于龍架構的新一代四核處理器——龍芯 3A6000。這款處理器采用我國自主設計的指令系統和架構，無(wú)需依賴(lài)任何國外授權技術(shù)，是我國自主研發(fā)的新一代通用處理器，可運行多種類(lèi)的跨平臺應用，滿(mǎn)足各類(lèi)大型復雜桌面應用場(chǎng)景。

據介紹，3A6000 對標英特爾第十代酷睿處理器，采用四大核、四小核設計，基于 LA664 處理器核，單核定/浮點(diǎn)性能分別提升 60% 和 90%，多核定/浮點(diǎn)性能分別提升 100% 和 90%。新一代國產(chǎn) CPU 的推出，也標志著(zhù)我國自主研發(fā)的 CPU 達到了新的高度。

那么從全球市場(chǎng)來(lái)看，中國 CPU 如今扮演者什么樣的角色以及未來(lái)的發(fā)展前景如何？在探究這些之前首先要了解當今的市場(chǎng)格局。

CPU 兩巨頭的淵源

CPU 作為計算機設備的運算和控制核心，負責指令讀取、譯碼與執行，其研發(fā)門(mén)檻高、生態(tài)構建難。X86 架構和 ARM 架構是兩種主流的 CPU 架構，X86 架構占據絕大多數的市場(chǎng)份額，由英特爾、AMD 兩大巨頭領(lǐng)跑，英特爾憑借至強系列市場(chǎng)份額維持在 60% 以上，AMD 的市場(chǎng)份額也在持續提升。

英特爾和 AMD 之間的競爭可以追溯到半個(gè)多世紀前。

1974 年，英特爾推出 8080 處理器，AMD 看到了微處理器市場(chǎng)的巨大潛力，決定著(zhù)力研制并成功成為英特爾的第二供應商。隨后，AMD 的發(fā)展勢頭越發(fā)強勁，工藝和產(chǎn)能都得到了很大提升。它的崛起引起了英特爾的警覺(jué)，當英特爾推出 8086 處理器時(shí)，遲遲不肯授權給 AMD。IBM 扮演著(zhù)促成英特爾與 AMD 合作的關(guān)鍵角色，迫使英特爾重新授予 AMD 第二供應商的地位。1984 年，AMD 的銷(xiāo)售額達到了 11 億美元。

80 年代中后期，兩家開(kāi)始分道揚鑣。1987 年，英特爾單方面結束了與 AMD 在 5 年前簽訂的技術(shù)交流協(xié)議，停止向 AMD 公司授權 386（指 Intel 80386 系列芯片）技術(shù)，AMD 與英特爾開(kāi)啟了長(cháng)達五年的官司斗爭，最后 AMD 勝訴，也因此錯過(guò)了 PC 發(fā)展的黃金時(shí)代。

與英特爾決裂后，AMD 果斷決策，加大了自己的研發(fā)投入。自此開(kāi)始產(chǎn)品快速迭代，侵蝕英特爾的市場(chǎng)份額。2006 年是一個(gè)臨界點(diǎn)，為了進(jìn)一步增強自己的技術(shù)實(shí)力，AMD 花費 54 億美金收購了顯卡巨頭 ATI，成為全球唯一一個(gè)同時(shí)擁有 CPU 與 GPU 研發(fā)能力的芯片公司，但是 AMD 也為此付出了巨大代價(jià)，桌面和移動(dòng)市場(chǎng)更是節節敗退，也就是從這一年開(kāi)始，AMD 開(kāi)始在工藝上全面落后英特爾，與英偉達的競爭也處于下風(fēng)，從此英特爾在高端處理器市場(chǎng)，就一直處于領(lǐng)先地位。

2017 年 AMD 再一次沖鋒。AMD 的 CEO 蘇姿豐在發(fā)布會(huì )上說(shuō)：「今天是個(gè)大日子，不論你是 PC 游戲玩家還是內存創(chuàng )造者，只要你需要高性能處理器，AMD 都可以滿(mǎn)足你?！拱l(fā)言之后，從口袋里掏出第一款主流八核心的銳龍處理器，i7 主流旗艦的價(jià)格，i7 至尊的性能。自此 AMD 再一次踏上與英特爾瓜分天下的征程，市占率穩步提升。

時(shí)至今日，CPU 市場(chǎng)又發(fā)生了諸多變革，在一系列變革的影響下，往日一家獨秀的格局不知還會(huì )延續多久。

AMD 攻上數據中心擂臺

根據獨立半導體分析師 Sravan Kundojjala 發(fā)布數據顯示，2022 年 Q1-2023 年 Q1，英特爾在 X86 PC 市場(chǎng)市占率分別為 81.4%、78.1%、88.9%、87.2%、89.5%，AMD 在 2022 年 Q1-2023 年 Q1 的 X86 PC 市場(chǎng)市占率分別為 18.6%、21.9%、11.1%、12.8%、10.5%。

在 X86 PC 市場(chǎng)，英特爾一直保持著(zhù)強勢的地位，哪怕是市占率最低的一個(gè)季度，該數值也有 78.1%，AMD 反而是自 2022 年 Q2 達到 21.9% 的最高點(diǎn)后下滑嚴重。

在 X86 數據中心市場(chǎng)，2022 年 Q1-2023 年 Q1，英特爾的市占率分別為 82.6%、75.8%、72.4%、69.7%、74.2%；AMD 的市占率分別為 17.4%、24.2%、27.6%、30.3%、25.8%。

可以看到，在 X86 數據中心市場(chǎng)上，英特爾的市占率下滑較為明顯，AMD 憑借其不斷增加的產(chǎn)品組合市占迅速增長(cháng)，從 2022 年 Q1 的 17.4% 增長(cháng)至 2023 年 Q1 的 25.8%，增長(cháng)了 8.4%。

過(guò)去一年，對 AMD 來(lái)說(shuō)是突破性的年份，其市場(chǎng)份額增長(cháng)迅速。據市場(chǎng)研究機構 Mercury Research 最新公布的數據顯示，AMD 在 2023 年第三季度的出貨量份額為 23.3%，同比增長(cháng) 5.8%，環(huán)比增長(cháng) 4.7%，收入份額也環(huán)比大幅增長(cháng) 4.4%，同比增長(cháng) 1.7%。這種增長(cháng)可能歸因于 AMD 最新的第四代 EPYC 處理器的高度受歡迎，該處理器是 AMD 第三季度最受歡迎的數據中心產(chǎn)品，因為主要云提供商將其用于內部工作負載和公共實(shí)例。

如今 AMD 正在成為數據中心基于 x86 CPU 的主導力量，越來(lái)越多地被云提供商和服務(wù)器公司采用。不過(guò)，雖然近年來(lái) AMD 銳龍勢頭迅猛，但畢竟英特爾在此之前有著(zhù)長(cháng)達 10 年以上的絕對領(lǐng)先優(yōu)勢，英特爾這棵大樹(shù)絕非輕易可以撼動(dòng)的。

除了英特爾和 AMD 之外，在 CPU 市場(chǎng)的另一極，一個(gè)新的參賽選手正在博得越來(lái)越多的關(guān)注，那就是國產(chǎn) CPU。

國產(chǎn) CPU 正迎頭趕上

中國是全球最大的芯片消耗國，在最近幾年需求迫切以及供應環(huán)境動(dòng)蕩等背景的推動(dòng)下，中國正涌現不少優(yōu)秀的 CPU 處理器芯片后備軍，包括龍芯、兆芯、華為鯤鵬、海光、飛騰和申威。

其中，華為鯤鵬是華為計算產(chǎn)業(yè)的主力芯片之一，包括服務(wù)器和 PC 處理器。它基于 ARM V8 架構，處理器核、微架構和芯片均由華為自主研發(fā)設計。

飛騰也是以 ARM 指令集為基礎自研內核構架。目前其已形成了完善的 CPU 產(chǎn)品線(xiàn)，在黨政信創(chuàng )市場(chǎng)占有很大優(yōu)勢，主要應用場(chǎng)景有桌面和服務(wù)器等。

兆芯和海光則分別采用 X86 架構。海光使用的是 AMD 授權的 X86 架構，此后海光基于永久授權的 x86 架構不斷進(jìn)行自我研發(fā)，迭代升級，主攻服務(wù)器芯片。

兆芯使用的是英特爾授權的 X86 架構，個(gè)人 PC 和服務(wù)器都有涉及。架構來(lái)源的不同給海光和兆芯這兩家的應用導向也帶來(lái)了一定影響，比如：海光未獲得桌面產(chǎn)品授權，而兆芯可以做到安裝 Windows。

龍芯中科是目前中國 CPU 企業(yè)中自主程度最高的企業(yè)之一，現已構建了面向嵌入式專(zhuān)門(mén)應用的龍芯 1 號、面向工控和終端類(lèi)應用的龍芯 2 號、面向桌面/服務(wù)器類(lèi)應用的龍芯 3 號系列處理器及配套橋片的完整產(chǎn)品矩陣。根據龍芯 2022 年底透露的消息，該公司的競爭優(yōu)勢目前還是在工控業(yè)務(wù)領(lǐng)域。與此同時(shí)，龍芯也在布局服務(wù)器 CPU。

申威則主要用于超級計算機。目前在神威、太湖之光中使用的就是 SW26010 芯片。

在中國服務(wù)器市場(chǎng)，國產(chǎn) CPU 廠(chǎng)商占據的份額逐步擴大。IDC 報告顯示，2022 年國產(chǎn)服務(wù)器領(lǐng)域，海光信息以一己之力占據行業(yè)半壁江山，并超出第二名 13.7% 的市場(chǎng)份額。根據海光信息發(fā)布的三季度財報顯示，海光信息前三季度凈利同比高增 38%。以下是具體營(yíng)收：2023 年前三季度營(yíng)收約 39.43 億元，同比增加 3.22%；歸母凈利潤約 9.02 億元，同比增加 38.27%。其中，第三季度營(yíng)收 13.33 億元，同比增長(cháng) 3.3%，第三季度歸母凈利潤 2.24 億元，同比上漲 27.23%。

接下來(lái)，隨著(zhù)信創(chuàng )項目的大面積鋪開(kāi)，信創(chuàng )產(chǎn)業(yè)也隨之出現了一個(gè)現象級的風(fēng)口，將創(chuàng )造一個(gè)萬(wàn)億元級別的市場(chǎng)，也將極大地帶動(dòng)國內 CPU 廠(chǎng)商的快速發(fā)展。彼時(shí)龍芯、海光、鯤鵬等國產(chǎn) CPU 廠(chǎng)商將帶給市場(chǎng)怎樣的驚喜，我們拭目以待。

基于 Arm 架構的 CPU 混

隨著(zhù)時(shí)間的推移，基于 ARM 架構處理器的市場(chǎng)增長(cháng)正逐漸加速。目前，蘋(píng)果的 Mac 電腦對 ARM 架構處理器的市場(chǎng)增長(cháng)貢獻最大。 根據最新的數據，ARM 架構的 PC 處理器在蘋(píng)果的 M 系列芯片推動(dòng)下，已經(jīng)占據了個(gè)人電腦處理器市場(chǎng)份額的 13.3%，高于去年的 10.3%。 而在 2020 年，基于 ARM 架構的 PC 處理器僅占市場(chǎng)份額的 1.4%。

除了蘋(píng)果，高通、英偉達和 AMD 等公司也都在開(kāi)發(fā)基于 ARM 架構的 PC 處理器。

據悉，英偉達正在采用 Arm 的技術(shù)，設計一款可運行微軟 Windows 操作系統的中央處理器。 此外，AMD 也計劃研發(fā)基于 Arm 技術(shù)的 PC 處理器，預計最快將于 2025 年上市。

微軟高管也注意到了蘋(píng)果基于 Arm 架構芯片的效率，包括處理人工智能任務(wù)的能力，并希望在自家的 Windows 操作系統上獲得類(lèi)似的性能。 2016 年，微軟曾委托高通帶頭將 Windows 操作系統遷移到 Arm 的底層處理器架構上，微軟授予高通在 2024 年之前獨家開(kāi)發(fā)與 Windows 兼容的芯片。

ARM 架構處理器在移動(dòng)設備上具有顯著(zhù)的能耗優(yōu)勢，因此可能會(huì )成為越來(lái)越多廠(chǎng)商選擇布局具備較高 AI 處理性能和低能耗 PC 處理芯片的重要因素。 對于英特爾來(lái)說(shuō)，要想在未來(lái)的市場(chǎng)競爭中立于不敗之地，必須加快技術(shù)研發(fā)步伐，推出更加優(yōu)秀的產(chǎn)品來(lái)滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。