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国产CPU四个生态并行发展

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近日,某明星企业高管称:中国通用计算产业目前正以三种生态形式向前发展。第一种是X86,第二种是Pentium生态系统,第三种也是最后一种是RISC-V开源生态系统。

也许是这位高管一直负责市场这块,对CPU技术了解不深,他所谓三种生态的划分是值得商榷的。

铁流认为,中国通用计算产业可以分文三个阵营,4种生态。

由于中国远远超过美国市场,各家都有各自的根据地发展壮大,很难出现美国X86一家独大的情况。


一、技术引进CPU阵营 站在巨人肩膀上

目前,国内技术引进CPU可以分为两个阵营,分别是X86阵营的海光、兆芯,ARM阵营的HW、FT。

(一)国产X86

海光的优势是性能强,且是X86处理器,能够直接运行X86上的所有程序,软件生态优势巨大。

兆芯性能不如海光,但成本更低,在公开报价上,兆芯电脑的价格相对便宜些。

海光和兆芯的优势是X86处理器,且海光性能很强,如果能把性能提升上去,把成本控制下来,那么,商业市场上潜力是不小的。

海光和兆芯的劣势是X86授权风险。以现在的情况看,由于海光兆芯与英特尔市场份额差距太远,英特尔发难的概率很低,而且只要不去欧美市场,只在国内卖,国产X86处理器风险较低。

(二)国产ARM

ARM阵营的是HW和FT,所谓Pentium生态系统其实就是ARM生态。

国产ARM处理器有以下优点:

一是厂商政商关系强,有完善渠道网络,营销能力强悍。在这一波信创替换中,国产ARM获益颇丰。

二是多核性能不错。国产ARM服务器CPU单核性能中规中矩,由于核心数多,多核性能不错。

三是垂直整合,体系作战。两家ARM厂商都是巨无霸,可以内部垂直整合资源。

四是可以依靠ARM成熟生态。ARM在智能手机上的成熟软件生态,这使HW可以用ARM手机芯片的收益发展壮大,不论桌面和服务器CPU发展的如何,仅依靠ARM手机芯片,国产ARM CPU可以活得非常滋润。

国产ARM存在以下问题:

一是存在风险。ARM由软银控股,最近在美国上市,美日都是一丘之貉,对华都不友好。目前,没有任何一家公司官宣已经买到ARM v9指令集授权,目前的arm CPU还是ARM v8。国产ARM CPU的鼓吹者抨击X86由美国控制,因而存在风险,但事实上,ARM也被美日控制,按照ARM CPU鼓吹者的逻辑,同样存在风险。国产ARM CPU的鼓吹者抨击国产X86处理器存在风险,同时标榜ARM自主,是非常双标的行为。

二是在ARM生态中有被边缘化的可能性。目前,两家ARM厂商能买ARM v8,能够兼容ARMv8生态,如果无法购买ARM v9指令集授权,多年后,当软件普遍基于ARMv9后,存在被ARM主流生态边缘化的问题。

三是性能不如ARM公版架构。目前,HW和FT CPU 的IPC低于ARM公版CPU核,那么,如果有互联网公司买最新的ARM ip授权,比如买N2、X3等CPU核,就可以做出更好的ARM CPU,比如阿里的倚天710。虽然在信创市场,这些ARM CPU新势力无法进入,但在商业市场拼性能,这两家面对公版核心比较被动。

四是被ARM抽血。不久前,ARM在美国上市,根据IPO文件,ARM营收近4成来自中国,其中中国大陆占25%,中国台湾占13%。如果ARM在中国市场做大,中国市场将成为ARM的现金奶牛。


二、自主CPU阵营 独立自主另起炉灶

龙芯是自主CPU的代表,龙芯基于LoongArch指令集,自主指令集的还有SW,SW比较神秘,名声不显。

龙芯优势有以下几点:

一是单核性能国产CPU中最强

二是自主性最强,基于自主指令集,核心IP全部自己掌握,自建loongArch生态。

三是发展后劲强,IPC迭代提升快,CPU IPC国产CPU最高

缺点有以下几点:

一是政商关系一般,营销和渠道偏弱,没有强有力整机厂主推。

二是自建软件生态难度大。

三是体量太小,基本盘和根据地不稳固。

四是缺少杀手级应用,CPU性能优势无法转化为商业优势。

龙芯和SW的自主性是最高的,一旦做成Wintel、AA体系之外的第三极,是有希望侵蚀英特尔、ARM在中国的市场份额,在世界范围内与Wintel、AA平等竞争,这对国家和老百姓,受益都是最大的。

龙芯单核性能和CPU ipc在国产CPU中处于领先地位,服务器CPU只等堆核心数,对龙芯没有难度,最麻烦的还是软件生态和商业推广。

如何扩大根据地,如何把性能优势转化为营业收入是龙芯的当务之急。


三、RISC-V阵营

RISC-V的优势有几点:

一是国内外众多厂商看好,众人拾柴火焰高。

二是指令集开源,不需要专门购买指令集授权开发CPU,没有arm的授权许可费和版税,能省不少钱。指令集带来的风险不敢打包票说完全没有,但也非常非常低。至少远远比X86和ARM低。

三是个别RISC-V处理器开源。RISC-V的模式是指令集开源,CPU核需要买授权,但也有个别团队会把RISC-V处理器开源,比如香山处理器。这种开源精神会加速RISC-V扩散,降低开发RISC-V处理器的技术门槛。

RISC-V有几点不足:

一是看好RISC-V的厂商很多,但真正投入巨资和人力的并不多。很多厂商怀着搭便车的心态,想等别人去开荒,搭好软件生态后再跟进。

二是软件生态有破碎化风险。各家巨头有各自的诉求,众口难调下可能会导致生态破碎。

三个中国企业话语权存疑。虽然高级会员中不乏中国大陆企业,但最近董事会成员改选后是英特尔、高通等美国巨头高管。

四是缺乏高性能CPU。目前,RISC-V主要在嵌入式,缺乏高性能CPU,CPU的IPC有待提升。

四、结语

中国通用计算产业目前正以四种生态形式向前发展。

第一种是X86生态;

第二种是ARM生态;

第三种是LoongArch生态;

第四种是RISC-V生态。

其中,国产X86和ARM CPU均为技术引进,国产X86 CPU可以利用X86生态,国产ARM可以跑ARM生态,这是他们的优势,正如祸福相依,X86授权和ARM授权也就成为不确定因素。

龙芯选择了最困难的自主路线,自主指令集,自主IP,自建软件生态,由于完全自主,没有脖子可以卡,但在生态建设和商业化上难度最大。如果无法在生态上有所突破,不能把技术优势转化为商业优势,面对“氪金”的友商,在市场竞争中恐怕会乏力。

国内一批顶尖公司看好RISC-V,有一点找备胎的意思,目前,真正在RISC-V上大投入,开发高性能CPU的公司并不多,主要还是以嵌入式为主。

中国市场很大,四套生态都有各自的根据地,四套生态并行会成为常态,客户会根据自己的实际需求选择与自己需求最相符的CPU和生态。

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本文作者2023-9-18 18:09
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