我国自主可控之CPU芯片分析-国产产品积累多年鲲鹏新入赛道

我国自主可控之CPU芯片分析-国产产品积累多年，鲲鹏新入赛道

目前我国CPU芯片行业目前多种技术路线同时发展，包括MIPS、Alpha、ARM、x86，其中领导厂商为龙芯、申威、飞腾、兆芯、海光、鲲鹏。各具特色的CPU针对不同的场景，满足特定的需求。总体来说，申威CPU浮点性能强悍，广泛应用于超算领域；飞腾芯片适合应用于ARM服务器；龙芯适合应用于低功耗服务器、个人计算机、工业控制等领域。国产芯片相关信息资料来源：各公司官网、公司公告1.龙芯产品线较强，但生态较弱。龙芯主要研发团队为中国科学院计算所，使用MIPS指令集，购买了MIPS结构授权（不能使用MIPS的核心），自主设计微架构，并拓展了指令集。龙芯产品包括定制专业CPU，嵌入式CPU，桌面CPU及服务器CPU。由于目前软件生态贫乏与产业联盟弱小，2016年龙芯将GS132和GS232两款CPU核向高校和学术界开源，致力于建立起自己的生态，丰富龙芯的软件生态和产业链，未来有望带动相关产业链的发展。2.飞腾芯片基于ARM开发，主要应用于服务器端，目前性能基本战平高端E5。飞腾核心研究团队为国防科技大学计算机学院，飞腾购买了ARM的IP授权，可进行自主CPU基础架构的研发。2015年团队设计出的代号为“火星”（Mars）的CUP芯片是世界上第一款基于ARM架构的64核CPU。“火星”在飞腾芯片体系中被命名为FT-2000，其性能持平Intel的E5服务器芯片，这是国产服务器芯片第一次在性能上追平Intel。飞腾芯片得到百度、阿里等国内云计算平台采购订单。3.申威处理器源自于DEC的Alpha21164，具体负责研发的单位是江南计算机所属于军方研究机构（总参56所），且具有完全自主知识产权的处理器系列，浮点计算能力强，单核性能较弱，主要应用在超算领域。4.采用X86架构的兆芯和海光自主性稍差。兆芯是由上海联和与威盛电子合资的一家国产X86公司，天津海光是中科曙光的参股公司，在2016年与AMD达成协议设立合资公司。合作开发意味着国内企业可以直接获得CPU的原始代码并检查其中是否存在后门，也能满足关键部门基本的信息安全需求。5.华为（国内ARMv8唯一永久授权）推出的鲲鹏920与Hi1620均为7nm芯片，采用ARM架构，并应用于服务器。其中鲲鹏920能以更低功耗为数据中心提供更强性能。参数上，鲲鹏920主频可达2.6GHz，单芯片可支持64核。该芯片集成8通道DDR4，集成100GRoCE以太网卡功能，提高了系统集成度。而Hi1620是8通道内存，支持PCIe4.0与CCIX。相比于其他采用ARM架构的芯片如Marvell的ThunderX2和Ampere的eMAG（这两者都是32核，16nm规格），鲲鹏920的64核7nm工艺在制程上会带来一定性能进步和功耗降低。鲲鹏920的推出是国内ARM服务器领域的一大突破。相比于其他国产芯片，华为更为完善的生态链如华为云等业务的加持有望增加国内ARM架构服务器芯片的市场份额。芯片生产设备与芯片生产工艺仍有差距，未来有望不断改善。在生产方面，国内芯片工艺相对落后。目前高端芯片7nm芯片只能由台积电进行量产。中芯国际目前只可以代工中端产品线如