看6大國產CPU加速替代,誰才是「王者」選手?

通信瞭望 發佈 2023-03-23T10:43:50.952922+00:00

時至今日,國產6大CPU現狀如何,今天我們就來一一揭曉。現階段CPU主流晶片架構為X86和ARM,以我們所熟知的華為鯤鵬系列晶片為例,華為採用的是ARM指令集架構授權,擁有自主設計CPU內核和SoC的權利,能夠兼容全球ARM生態,有利於晶片後續的生態應用與落地。

說到晶片,特別是底層硬體基礎設施核心CPU中央處理器,一直以來都是國產化被「卡脖子」的重點。時至今日,國產6大CPU現狀如何,今天我們就來一一揭曉。

1、ARM 華為鯤鵬+天津飛騰-「知名」晶片

現階段CPU主流晶片架構為X86和ARM,以我們所熟知的華為鯤鵬系列晶片為例,華為採用的是ARM指令集架構授權,擁有自主設計CPU內核和SoC的權利,能夠兼容全球ARM生態,有利於晶片後續的生態應用與落地。

鯤鵬處理器已形成集「算、傳、存、管、智」晶片家族,其鯤鵬920處理器是華為自主設計研發的業界首款7nm數據中心ARM處理器,八通道DDR4內存、64個內核、最高頻率2.6GHz,主要面向企業客戶,算力性能並不遜色於當時的intel旗艦級晶片至強8180

除了面向伺服器的鯤鵬系列,華為還設計研發出手機SoC麒麟晶片、人工智慧昇騰晶片和一些5G終端、基站晶片系列,致力於補齊國產化晶片面臨和存在的「短板」,但由於眾所周知的原因,華為目前高端晶片的研發與量產正面臨巨大的挑戰。

天津飛騰同樣是基於ARM架構,主攻高性能伺服器CPU的設計研發和推廣,按照國際主流技術標準,提供全面國產化的信息系統解決方案,同步聯合1600多家硬體、軟體廠商進行完整生態產業鏈的搭建。

其中,面向消費端的騰銳D2000,兼容64位ARM v8指令集,搭載自主研發的高性能內核FTC663,主頻為2.3-2.6GHz,帶寬達18.7GB/s,國產桌面處理器的性能又往前跨越了一步。截至目前,飛騰已與57家國內廠商的101款軟體完成了兼容適配。

2、x86 海光信息和兆芯-性能「王者」

海光信息採用的是x86架構IP內核授權,主要從事高性能處理器的設計、製造和生產。在支付了2.93億美元的授權費後,得到了AMD公司的x86指令集和Zen架構授權,規避了潛在的英特爾x86授權限制,技術起點高且具有豐富和成熟的應用生態環境

目前主要有海光通用處理器CPU和海光協處理器DPU兩大類,2018年第一代CPU海光一號正式量產,二號、三號產品已實現商業化應用,四號、五號正處於研發階段。

從2020年intel發布的6款至強鉑金系列與海光7285測試數據來看,海光CPU性能基本上達到了國際上同類型主流產品處理器的水平

目前CPU主要應用於金融、電信、網際網路等多個領域,海光7000系列最大支持8個內存通道和128個PCIe接口,最多能集成32個處理器核心,能夠應對數據中心、雲計算等高端伺服器場景下的應用。同時,海光處理器融合國密算法+安全算法指令,為高端處理器又上了一把「安全鎖」

兆芯也擁有相關IP自主設計研發的能力,成立10年來已研發量產多款通用處理器。

以近期發布的代號為「陸家嘴」開先KX-6000G系列為例,x86架構指令集、16nm製程工藝、DDR4-3200雙通道內存,支持4K顯示,能效提升60%,待機功耗降低50%。其性能雖然相比intel差距甚遠,但國產化進步可不是一蹴而就的,仍需長時間的攻克積累。

3、申威 自研64位指令集-「突破者」

申威處理器基於原先的Alpha指令集進行拓展,自主研發出高度可控的申威指令系統並推出申威處理器,主要用於超級計算機,申威26010處理器的峰值性能達12.5萬萬億次浮點運算結果,性能超過當時intel Xeon Phi處理器,位列世界第一。

申威SW26010是國內首個採用國產自研架構的計算機晶片。當前申威通用處理器已聯合計算機硬體、軟體生態廠商形成了完善、成熟的聯盟,從資料庫、中間件到下游的應用軟體,能進行兼容適配的設備逐漸增多。

隨著適配硬體、軟體、產品越來越多,計算機信息系統的國產化進程也會按下「快進鍵」。

4、龍芯中科 自研LoongArch指令集-研發「選手」

龍芯中科也是採用自主研發LoongISA指令系統,所有IP模塊都是自己動手設計的。具有較高的安全性、自主性和延展性,走的是「自己動手 豐衣足食」和合作共贏的路子。

歷時20多年陸續推出龍芯1號,讓中國計算機用上國產芯;龍芯2號走出了國內計算機核心技術向外授權的步伐;龍芯3號面向高性能通用處理器,直接對標intel的酷睿和至強系列,應用於北斗導航、高鐵等場景

同時,為了更好地搭建起軟硬體協同生態產業鏈,搭建起龍芯開源社區,攜手生態合作夥伴共同探索國產化CPU的未來。

在ChatGPT、Bard、文心一言等AI人工智慧應用「爆火」的同時,小到手上的一塊智能手錶,大到占地幾萬平方米的數據中心,都離不開晶片的加持。

而從晶片的設計、製作到量產再到組裝,每一個環節都是緊緊相扣的,缺一不可。

儘管造「芯」不易,但近幾十年國產化CPU晶片一步一步走出了自己的節奏,都是各自領域的「王者」選手,國產化晶片道阻且長,但行則將至。

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