论兆芯、海光、龙芯、申威、华为、飞腾这六大国产CPU厂商的探索与突破

世界上本没有路，走的人多了，也便成了路，这是国产高端CPU产业的真实写照。,Intel等国外巨头占据了垄断地位，无论底层技术还是商业生态，都形成了高壁深垒。,这是国产CPU的无人区，飞腾信息、海光信息、兆芯、龙芯中科、申威科技、华为鲲鹏六家国产CPU厂商，因在无人区里执着探索属于我们自己的道路，而被称为国产CPU六君子。六家厂商分别采取了三种不同的技术路线，因此面对不同的挑战也获得不同的市场表现，但对于国产CPU产业来说，他们都是在无人区里的同行者。,,龙芯和申威： 践行“北斗理念”先驱者,北斗卫星是依靠中国技术和中国工程发展建立起来的卫星系统。北斗理念则代表着从底层技术到实际应用的自主可控。,在国产CPU中，龙芯和申威都是践行北斗理念的先驱者。龙芯基于MIPS授权，研发了LoongISA指令系统和LoongArch架构；申威以Alpha架构为基础拓展自研架构，均为指令集授权+自研技术路线。,毫无疑问，龙芯和申威的“授权+自研”模式，优点在于相对自主可控。较为独立的技术体系，以及打造独立的产业生态，适合对信息安全最为敏感的行业与领域。比如在军工、航天等领域，“北斗模式”的自研CPU在这些领域作用突出。,同时，独立自主的技术体系，并不代表技术水平和产品性能低下。像申威SW26010是中国首个采用国产自研架构且性能强大的计算机芯片。全球超级计算机第一名申威太湖之光，即搭载了申威SW26010处理器，是全球首台峰值计算速度超过十亿亿次的超级计算机,但这一模式也有缺点，就是应用场景狭窄。处理器需要软硬件配套，形成商业生态才能发挥起作用。而目前龙芯和申威，都只能在军工、航天等特种领域中应用，距离形成真正意义的商业生态还有很长的路要走。这意味着，目前北斗模式还只能在特种领域，难以真正参与到商业竞争里面去。,鲲鹏和飞腾：借 ARM指令集寻求“弯道超车”,与占据垄断地位的x86指令集相比，ARM指令集本身就是弯道超车思维的产物。ARM指令集的优点在于功耗小，能效比优秀，打开了移动端设备和消费类电子的市场，借助合作者的力量，更快地建立了自身市场地位。,鲲鹏和飞腾均获得ARM v8指令集授权研发设计CPU产品。华为鲲鹏打造了“算、存、传、管、智”五个子系统的芯片族，实现多场景处理器布局。对于华为而言，鲲鹏作为华为云的备用底座，近几年也在生态构建上持续发力。,飞腾则基于PKS体系，在党政信创领域有较好的市场表现。飞腾CPU(Phytium)和麒麟操作系统(Kylin) 和S-Security”的立体防护安全链，在安全性上优势更为明显，因此在对信息安全要求更高的领域，拥有了一席之地。,无论鲲鹏依托华为生态还是飞腾PKS体系强调的安全性，本质上都是在特定领域发展自身生态，以切入一个特定市场。这一策略，本质上是面对x86指令集垄断地位所采取的差异化策略，但也从侧面证明其现在生态还较为弱小。,其实ARM架构还有另外一个更为严峻的问题，就是后续自主迭代难以为继。此前ARM公司宣布，先进微架构不会向中国企业授权，因此国内ARM芯片将止步于ARM v8。受授权模式限制，国内厂商在IP核基础上的研发，需得到ARM的许可，这意味着ARM也不会允许国内厂商基于ARM指令集开发出一条新路，否则会面临侵权风险。,因此ARM芯片的产品迭代可能会出现停滞，性能将来会撞上天花板。这是悬在ARM指令集授权路线头上的达摩克利斯之剑。,海光 和兆芯：依托“高铁模式”的实干者,我国的高铁，是引进技术进行本土化改造，并最终形成自身优势的代表。因此，海光信息和兆芯，两家基于x86指令集开发自身产品的厂商，被看作是高铁模式在CPU领域的代表。,而CPU与高铁的相似之处在于，不仅仅需要底层技术和产品性能上的领先，还需要建立消费应用的生态场景，才能形成技术与市场的良性循环。所以海光和兆芯可以在商业应用这一更大的市场中不断实践，积累经验升级迭代。在国产CPU的探索突围的路上，这也是一种更为务实的心态。,这种务实的心态，已经体现在了海光的快速发展上。在2016年，海光从AMD获得x86指令集永久授权和ZEN架构完全授权，并借助AMD与Intel的交叉授权模式，规避了x86指令集在基础专利和进阶专利上的限制。海光兼容x86指令集，使其获得了较高的应用兼容性，从而在高端CPU国产化替代的浪潮中，为客户降低了迁移成本，并获得广泛的软硬件生态支持。,显然，这为海光打开了广阔的市场。目前，x86架构处理器是绝对的主流。Counterpoint Research的调研数据显示，2022年全球服务器市场上，x86仍然是服务器CPU市场的主导，占到了91%左右。而根据IDC 数据，根据IDC统计数据，2022年全年，中国x86服务器市场出货量为376.81万台，预期2023年还将增长4.5%：市场规模为256.92亿美元，同比增长6.57%。,因此，拥有迁移成本低优势的海光，将成为CPU国产化替代浪潮中的最大赢家。目前，海光共推出3代产品，广泛应用于电信、互联网、金融、教育、交通等重要行业。根据海光2022年财报显示，2022年营业收入增长121.83%，净利润增长145.65%。,而来自市场上的丰厚回报，也为海光的技术研发提供了更加充足的支持。2019年度至2021年度，海光累计研发投入为35.39亿元，占营业收入比例高达到95.35%。2022年年报显示研发投入又较上年同期增长30.42%。,这使得海光有能力消化掉ZEN架构的技术，并在此基础上走出自己可持续的技术路线。据了解，海光三号在性能上和 AMD同类产品上有很小的差别。海光三号7300系列处理器的性能和AMDEPYCZen3相近，性能比海光二号7200系列提升了40%左右。,显然，海光已经形成了市场回报促进技术升级，技术升级保障产品优势，产品优势又赢得市场回报的飞轮效应。这不仅证明海光已经走出了自己的发展模式，也证明“高铁模式”可能是国产CPU实现稳定与平衡发展，在实干中走出独立发展之路的最优选择。,国产CPU产业面向三种不同应用场景，选择了三种不同的路线，龙芯和申威依靠自主研发的优势在特种应用场景上受到青睐，鲲鹏、飞腾基于ARM架构，在具有优势的特定生态中寻求弯道超车的机会，海光信息和兆芯基于x86指令集在商业应用领域更具优势，这都是我们面对巨头垄断时的举措。,国产CPU的发展之路刚刚开始，在技术、生态等很多方面，仍有待在实践中寻找答案，国产CPU六君子都将在无人区里继续跋涉和探索。, 

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