國內(nèi)CPU生態(tài)建設(shè)現(xiàn)狀是怎么樣的

做芯片很難，做核心芯片更難，做需要生態(tài)系統(tǒng)的CPU芯片，比大家想象得都要難！沒有建設(shè)成一個(gè)好的生態(tài)，再好的CPU也要失??！

接下來我們回顧一下X86、Arm生態(tài)系統(tǒng)是如何建成，進(jìn)而統(tǒng)治了世界的。同時(shí)我們也會(huì)對(duì)我國CPU生態(tài)系統(tǒng)現(xiàn)狀做一個(gè)分析。

x86生態(tài)系統(tǒng)

如今Intel在服務(wù)器市場占有率近乎100％，在桌面市場也大于80％，再加上Intel一貫重視宣傳，在普通大眾的心目中，Intel就是芯片的代稱，甚至是高科技的代稱。但I(xiàn)ntel并非生而如此，它的牛X千真萬確是熬出來的，是在列強(qiáng)環(huán)伺的競爭環(huán)境中殺出來的。

七十年代，在搭上IBM PC這趟快車之前，Intel的8位處理器已經(jīng)很成功，但也有很多競爭者，Zilog是其中翹楚，它研發(fā)的Z80系列產(chǎn)品和Intel的8080兼容，性價(jià)比高。一直到90年代，中國很多大學(xué)的微機(jī)實(shí)驗(yàn)課，還在用Zilog的板子。當(dāng)時(shí)還有一款處理器風(fēng)頭不遜于8080系列，即MOS公司的6502。后來MOS把6502的ISA（指令集架構(gòu)）授權(quán)給了眾多廠商，流傳甚廣。70年代蘋果創(chuàng)立之初的Apple－I和Apple－II，80年代任天堂的紅白機(jī)，90年代初的小霸王學(xué)習(xí)機(jī)，90年代末的文曲星，都使用了6502系列的CPU。

IBM PC給了Intel和微軟大發(fā)展的機(jī)會(huì)。但它倆必須面對(duì)競爭。IBM PC是IBM主導(dǎo)下的一個(gè)開放標(biāo)準(zhǔn)，各個(gè)零部件都是可以替換的。所以才有了“兼容機(jī)”的概念，和延續(xù)至今的裝機(jī)市場。當(dāng)時(shí)IBM要求Intel必須把x86指令集授權(quán)給其它廠商，避免CPU供應(yīng)商一家獨(dú)大。（詳細(xì)的x86兼容處理器生產(chǎn)廠家列表見https：／／en．wikipedia．org／wiki／List＿of＿x86＿manufacturers）IBM自己也有生成x86兼容CPU的權(quán)力。同時(shí)，為了限制微軟的MS－DOS，IBM自己也做DOS操作系統(tǒng)，名為PC－DOS。

在IBM PC陣營內(nèi)部，Intel面對(duì)其它CPU供應(yīng)商的競爭，在陣營外部，還要和蘋果的Macintosh電腦競爭。當(dāng)時(shí)蘋果已經(jīng)換用Motorola 68000系列CPU，性能強(qiáng)勁，圖形界面誘人。當(dāng)時(shí)用Mac的人，逼格要高于用IBM PC的人。

Intel頂著陣營內(nèi)外的競爭壓力，苦心孤詣地發(fā)展壯大。這時(shí)候潛在的威脅在慢慢醞釀。從1981年的RISC－I開始，精簡指令集（RISC）逐步流行起來，誕生了一系列RISC風(fēng)格的CPU：1985年MIPS公司推出第一款商用的RISC芯片，HP公司在1986年推出PA－RISC，SUN公司在1987年推出SPARC，Motorola在1988年推出MC88000。當(dāng)時(shí)大家普遍認(rèn)為RISC優(yōu)于以x86為代表的CISC風(fēng)格CPU，就連Intel和AMD也害怕在RISC潮流中落伍，AMD在1987年推出了AM29000，Intel在1988年推出了i860／i960。

開始時(shí)RISC似乎并沒有威脅到桌面市場，MIPS、PA－RISC、SPARC全是用來做服務(wù)器和工作站的。被蘋果流放的喬布斯用MC88000系列CPU做NeXT桌面電腦，鎩羽而歸。1986年，英國的Acorn公司推出了一款名為ARM的RISC處理器，次年，它還配了個(gè)操作系統(tǒng)叫RISC OS，強(qiáng)攻桌面市場，可惜最終只在英國掀起來了一些波瀾。

1991年，RISC陣營實(shí)實(shí)在在地殺入桌面市場。這一年，IBM看到在PC陣營里，Intel和微軟這兩個(gè)小弟坐大，慢慢不受自己的控制，索性拉攏Apple和在RISC市場不得志的Motorola，推出了PowerPC架構(gòu)，由IBM和Motorola生產(chǎn)芯片，Apple做操作系統(tǒng)和整機(jī)，推出全新的Power Macintosh電腦。這三家組成了AIM（Apple－IBM－Motorola）聯(lián)盟，氣勢(shì)洶洶地向Wintel聯(lián)盟發(fā)起攻擊。

結(jié)果是Wintel贏了，個(gè)中原因眾說紛紜。有人說Wintel保持對(duì)已有軟件的向下兼容，而Apple頻繁更換底層的CPU，導(dǎo)致的不兼容氣走了用戶，然后由此強(qiáng)調(diào)軟件生態(tài)的重要。我則以為，歷史的發(fā)展有一定的偶然性，如果當(dāng)時(shí)Wintel不是比爾蓋茨和格魯夫在掌舵，而Apple是喬布斯在掌舵，可能結(jié)局完全不同。2005年，喬布斯掌舵下的蘋果，把Mac里面的CPU由PowerPC換成Intel的芯片，就完成得干脆利落，沒怎么受到軟件生態(tài)的牽絆。

總之，在80年代，大家就已經(jīng)深深懂得CPU的ISA是軟件生態(tài)系統(tǒng)的根基，不愿讓這個(gè)“生態(tài)之根”被別人控制。整機(jī)和系統(tǒng)的制造商，通過強(qiáng)制CPU廠商給其它廠商授權(quán)自己的ISA，來保證有第二家甚至更多的供應(yīng)商。如果不慎“生態(tài)之根”被別人控制了，例如IBM被Wintel篡了權(quán)，甚至不惜另起爐灶來競爭。

ARM生態(tài)系統(tǒng)

近幾年ARM風(fēng)光無限，搶新聞?lì)^條的能力不遜于Intel。

在很多圈外人看來，這家高科技公司好像是在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代新冒出來的，但其實(shí)它的歷史和幾乎和80286一樣古老。而且它自誕生以來，就以移動(dòng)（portable）設(shè)備為自己首要的目標(biāo)市場。它等待一飛沖天的風(fēng)口，等待了二十年。

發(fā)端

前文提到，ARM是Acorn電腦公司創(chuàng)造的。

Acorn電腦公司創(chuàng)立于1978年，在80年代初，它用6502系列CPU制造的BBC Micro電腦在英國大獲成功。6502的性能慢慢跟不上時(shí)代了，Acorn想基于80286開發(fā)新的電腦，但是Intel連樣片都不給——要是Intel大方些，ARM或許根本就不會(huì)誕生。

Acorn一氣之下開發(fā)了ARM（Acorn RISC Machine），這是世界上第一款定位中低端（而非服務(wù)器）RISC處理器。1985年，ARM1誕生（但從未被商用），后來Acorn在1986年和1990年分別推出了ARM2和ARM3，1987年推出了RISC OS和桌面電腦Archimedes。它在英國的教育市場獲得了一定的成功，但1990年之后，很快被Wintel的生態(tài)擊敗了。

1990年前后，研發(fā)掌上電腦成為一股風(fēng)潮。當(dāng)時(shí)有家叫做Active Book的公司，拿ARM2處理器開發(fā)一個(gè)叫做Personal Communicator的產(chǎn)品?？上Мa(chǎn)品上市前，Active Book被AT＆T收購了，AT＆T把ARM2換成了自家的Hobbit處理器。

幸好東方不亮西方亮，當(dāng)時(shí)的蘋果公司看好ARM，把自己研發(fā)的Newton平臺(tái)中的處理器，由AT＆T的Hobbit，換成了ARM。這個(gè)“彼此互換”的故事聽起來讓人頭大，大家只需要記住，ARM的第一顆商用處理器ARM2，就曾被嘗試拿來做手持的電腦。

ARM的東家是Acorn，和蘋果在電腦市場上有競爭。蘋果公司花了6周時(shí)間說服Acorn把ARM獨(dú)立出來運(yùn)營。1990年11月27日，合資公司ARM正式成立，蘋果、Acorn和VLSI分別出資150萬、150萬、25萬英鎊，Acorn把ARM處理器相關(guān)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)和12名員工放在了新成立的公司里。此后，ARM的縮寫被轉(zhuǎn)而解釋為Advanced RISC Machine。

為了節(jié)省成本，新公司在劍橋附近租了一間谷倉作為辦公室，全力為蘋果的Newton研發(fā)ARM6處理器（4和5這兩個(gè)編號(hào)被跳過去了）。

Newton（牛頓）是蘋果花大力氣研發(fā)的觸屏移動(dòng)技術(shù)平臺(tái)，Newton OS是不同于Mac OS的操作系統(tǒng)（如同后來的iOS）。如果你聽過蘋果、牛頓和萬有引力的故事，應(yīng)該能體會(huì)蘋果公司對(duì)Newton平臺(tái)有多么高的期望。

Newton平臺(tái)的第一款產(chǎn)品MessagePad于1993年8月上市了，采用32位ARM610處理器，頻率為20MHz，屏幕大小為336×240，重量410克，采用4節(jié)7號(hào)電池供電，售價(jià)699美元（相當(dāng)于今天的1129美元）?？上У氖?，它銷量很差，上市頭四個(gè)月的銷量不過5萬臺(tái)。

深耕

1990年ARM創(chuàng)立之初，給自己定下的使命是“設(shè)計(jì)有競爭力的、低功耗、高性能、低成本的處理器，并且使它們成為目標(biāo)市場中廣為接受的標(biāo)準(zhǔn)”，目標(biāo)市場包括：手持設(shè)備（Portable），嵌入式（Embedded Control）和汽車電子（Automotive）?？缭浇?，這個(gè)使命和市場定位始終未變，直到今天。

而且，根據(jù)我了解到的知識(shí)，ARM是處理器的源代碼授權(quán)這一商業(yè)模式的開創(chuàng)者。如今，芯片設(shè)計(jì)從Verilog等源代碼出發(fā)，經(jīng)過一系列自動(dòng)化或半自動(dòng)化的優(yōu)化步驟，最終形成工廠制造芯片所需要的版圖文件；整個(gè)過程類似軟件從源代碼被編譯為CPU的機(jī)器碼。但在80年代，芯片的設(shè)計(jì)自動(dòng)化非常原始。七八十年代的處理器授權(quán)，都是指令集的授權(quán)。Synopsys公司于1986年成立，1987年推出把Verilog編譯為門級(jí)網(wǎng)表的DesignCompiler，之后基于源代碼的芯片自動(dòng)化設(shè)計(jì)流程才慢慢地被建立起來。于是源代碼授權(quán)才成為技術(shù)上可行的模式。

ARM從未自己生產(chǎn)過商用的芯片。它只是將自己研發(fā)的處理器的源代碼的知識(shí)產(chǎn)權(quán)（IP）授權(quán)給芯片廠商，由它們推出最終芯片。受益于這一商業(yè)模式，盡管在1993年，Apple的Newton失敗了，但ARM并未因?yàn)樵O(shè)備賣不出去而虧錢，還幸運(yùn)地拿到了TI的訂單，于是成功盈利了。員工數(shù)量也由12人增長到了42人。次年ARM又拿到了三星的訂單，員工增長到70多人，搬出了谷倉。

除了源代碼授權(quán)的模式之外，ARM也做指令集授權(quán)，1995年，ARM把指令集授權(quán)給DEC，DEC很快設(shè)計(jì)出了性能更好的StrongARM處理器。1997年，StrongARM產(chǎn)品線被賣給Intel，更名為XScale。

1995年，Motorola在香港的研發(fā)團(tuán)隊(duì)基于MC68000指令集開發(fā)出了針對(duì)手持設(shè)備的DragonBall處理器，在這之后的十年，DragonBall處理器一直都是ARM強(qiáng)大的競爭對(duì)手。不但Moto自己的手機(jī)用它，Palm、三星、Sony的手機(jī)也用它。當(dāng)然還有前文提到的商務(wù)通。ARM相對(duì)于Dragonball處理器有什么優(yōu)勢(shì)？我認(rèn)為最大的優(yōu)勢(shì)是從客戶需求出發(fā)的、持續(xù)的創(chuàng)新；其次是ARM的開放的商業(yè)模式。

RISC指令集一般都采用32位定長指令，代碼密度比起x86之類的CISC來要差一些，但手機(jī)的存儲(chǔ)空間有限，對(duì)代碼密度的要求高。1994年，ARM為此專門研發(fā)了16位的指令集Thumb，以及支持這一指令集的ARM7TDMI。

開放授權(quán)的商業(yè)模式，使得整機(jī)廠在選擇芯片時(shí)，可以找到支持同一指令集的多種芯片產(chǎn)品，不容易被綁架。Nokia作為和Motolora旗鼓相當(dāng)?shù)氖謾C(jī)制造商，肯定不會(huì)選擇競爭對(duì)手的Dragonball，而ARM的技術(shù)實(shí)力和商業(yè)模式，正好符合Nokia的需求。

1997年，Nokia推出了一代經(jīng)典6110，它采用TI的芯片，處理器核心是ARM7TDMI。6110是Nokia第一款帶紅外接口的手機(jī)，第一次內(nèi)置了經(jīng)典的貪吃蛇游戲，它的界面成為了之后Nokia手機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)。從此，Nokia和ARM成為了好基友，Nokia的Symbian操作系統(tǒng)，一直都建立在ARM架構(gòu)的基礎(chǔ)上。

1998年，趁著6110大紅大紫的東風(fēng)，ARM在Nasdaq上市了。同一年，SGI公司看到處理器IP授權(quán)生意有利可圖，把MIPS部門拆分出來，次年MIPS推出了它第一款可授權(quán)的處理器設(shè)計(jì)M4K。此后的十年里，MIPS一直都是ARM有力的競爭對(duì)手。

商務(wù)通在中國流行的那幾年，國際市場上流行性能更高的掌上電腦和智能手機(jī)，操作系統(tǒng)包括Palm OS、微軟的WinCE、Nokia的Symbian、RIM的Blackberry OS，Motorola的Wisdom OS。在這個(gè)領(lǐng)域里，ARM陣營中負(fù)責(zé)高性能的XScale大放異彩，暴擊Dragonball。當(dāng)Dragonball的頻率還停留在33MHz／66MHz時(shí)，Xscale已經(jīng)飆到了200～400MHz。MC68000指令集在手持設(shè)備領(lǐng)域敗走。Palm OS的1.0～4.0都是基于MC68000指令集的，5．0就換成了ARM。后來Motorola的半導(dǎo)體部門Freescale干脆推出了基于ARM核的iMX系列產(chǎn)品，替代Dragonball產(chǎn)品線。

蘋果作為掌上電腦的先行者，卻在這次浪潮里無所作為，在Wintel的擠壓下，它的桌面業(yè)務(wù)都已經(jīng)瀕臨絕境，無暇顧及其它市場了。1997年，不溫不火的Newton從蘋果公司獨(dú)立了出來。當(dāng)喬布斯回歸蘋果之后，又火速把Newton收編了回來，并且干凈利落地停掉了Newton產(chǎn)品線——喬幫主只想要Newton手里的ARM股份。1998年到2003年，蘋果通過出售ARM的股票獲利11億美元。這筆錢，是喬布斯復(fù)興戰(zhàn)略的重要燃料，可以說是蘋果的救命錢。

綻放

經(jīng)過多年的深耕，ARM在新世紀(jì)開始時(shí)，已經(jīng)是手機(jī)領(lǐng)域里的王者，依然在為客戶的需求做著持續(xù)的創(chuàng)新，Java加速技術(shù)就是一個(gè)典型的例子。

從2000年開始，功能手機(jī)的性能提升到了足夠高的水平，人們希望在手機(jī)上玩比較復(fù)雜的游戲，而不僅僅是貪吃蛇。但是手機(jī)的處理器和操作系統(tǒng)實(shí)在是太分散了，為了方便游戲跑在不同手機(jī)上，J2ME平臺(tái)應(yīng)運(yùn)而生。從原理上講，J2ME和Applet并無不同，都是基于JVM的。Java在并不分散的桌面領(lǐng)域沒有獲得成功，但在分散的手機(jī)領(lǐng)域獲得了成功。

J2ME的游戲越做越復(fù)雜，但手機(jī)的處理能力畢竟有限，桌面和服務(wù)器上的JIT編譯器在手機(jī)上跑得太吃力了。于是ARM在2001年推出了ARM926EJ－S處理器，它支持Jazelle DBX技術(shù)，可以直接解碼和執(zhí)行Java的字節(jié)碼，省掉了JIT編譯器的負(fù)擔(dān)。這一功能大受歡迎，幫助ARM9系列成為了迄今最受歡迎的ARM處理器，總共有250多個(gè)授權(quán)廠家，其中100多個(gè)授權(quán)的是ARM926EJ－S。

在MTK助推山寨功能機(jī)火遍神州的那幾年，主控芯片所使用的核全部都是ARM9。在iOS和安卓的應(yīng)用商店誕生之前，功能手機(jī)全靠J2ME開發(fā)的應(yīng)用來實(shí)現(xiàn)各種炫酷的功能。從某種意義上講，在低端市場上，Jazelle是助力山寨機(jī)火爆的最大幕后功臣。

然而高性能ARM芯片的扛把子XScale，卻被Intel于2006年6月賣給了Marvell。這是Intel實(shí)施x86－everywhere戰(zhàn)略的一個(gè)步驟。Intel希望x86的生態(tài)也能進(jìn)入到低功耗的移動(dòng)領(lǐng)域，而不是用自己先進(jìn)的工藝制程和設(shè)計(jì)能力幫ARM建設(shè)高端應(yīng)用的生態(tài)。22個(gè)月之后，2008年4月，低功耗的Atom芯片誕生了。

高性能ARM芯片的扛把子換成了蘋果。2004年，在賣光ARM股票的一年之后，喬布斯決定研發(fā)iPhone。2007年1月，在Intel放棄ARM之后僅半年，iPhone誕生了。蘋果可不會(huì)采用低端市場上死守ARM9那種玩法，iPhone一代就采用了400MHz的ARM11；2009年的iPhone 3GS，升級(jí)為600MHz的Cortex A8；2010年的iPhone4，蘋果自研的A4芯片升級(jí)為1GHz的Cortex A8。接下來蘋果自研芯片性能一路狂飆的歷程，大家都很熟悉了。

從ARM6到ARM11，這些IP核都是按照兼顧移動(dòng)設(shè)備、汽車電子和嵌入式這三個(gè)市場的思路來設(shè)計(jì)的。從2003年起，ARM把產(chǎn)品線有針對(duì)性地劃分為A、R、M三個(gè)系列，分別對(duì)應(yīng)上述三個(gè)市場，而且IP核的名字都統(tǒng)一加上了Cortex的前綴。Cortex A8就是A系列的第一個(gè)作品。iPhone 3GS和iPhone4令Cortex A8大火，但讓ARM一飛沖天的推手，卻是iPhone的競爭對(duì)手——安卓（Android）。

有很多文章介紹安卓如何誕生，如何在移動(dòng)設(shè)備領(lǐng)域干掉了除iOS之外的全部對(duì)手，毋須贅述。這里只想強(qiáng)調(diào)一個(gè)被普遍忽略的事實(shí)：安卓從誕生之初，就要求應(yīng)用程序采用Java編寫，并且跑在Dalvik虛擬機(jī)上；但iPhone上的應(yīng)用，都是原生的ARM程序。要知道Android手機(jī)的處理器性能相對(duì)iPhone并無優(yōu)勢(shì)。

山寨之王MTK于2009年2月推出的首款智能手機(jī)芯片MT6516，采用406MHz的ARM9；2008年～2010年間由HTC推出的那幾款賣得很好的Android手機(jī)，也無非是ARM11和Cortex A8的核，幾百兆的頻率，這種級(jí)別的處理器跑虛擬機(jī)還是蠻吃力的。另外虛擬機(jī)占用內(nèi)存大的缺點(diǎn)，也不利于用戶體驗(yàn)和降低成本。

谷歌寧可冒著讓安卓出師不利的風(fēng)險(xiǎn)，也要推廣Dalvik虛擬機(jī)。這是為什么？谷歌內(nèi)部的決策過程我們無從得知。一個(gè)合理的猜測是，谷歌不愿看到手機(jī)領(lǐng)域里ARM一家獨(dú)大，它希望給MIPS、x86等其它CPU一個(gè)機(jī)會(huì)。J2ME的成功，讓谷歌看到完全建立在虛擬機(jī)上的手機(jī)應(yīng)用生態(tài)，是完全可能的。

Dalvik虛擬機(jī)可以跑Java，但并不采用JVM那種基于堆棧的字節(jié)碼，而是改用一種基于寄存器的方案。這么做當(dāng)然是為了規(guī)避SUN公司（后被Oracle收購）的專利，同時(shí)也讓無法直接運(yùn)行JVM字節(jié)碼的MIPS、x86能夠?qū)崿F(xiàn)輕量級(jí)的JIT編譯器，無須Jazelle這樣的技術(shù)。從另外一個(gè)角度講，MIPS在電視、機(jī)頂盒、游戲機(jī)市場上占優(yōu)，x86在桌面市場近乎壟斷，支持它們，也意味著安卓有可能進(jìn)軍電視和桌面。

安卓對(duì)所有CPU而言，都是巨大的機(jī)會(huì)，誰抓住了這個(gè)機(jī)會(huì)，就可以一舉改變競爭格局，實(shí)現(xiàn)霸業(yè)。

只可惜MIPS公司太不給力，一直也沒有搞定靠譜的MIPS版Android。等到2011年1月，Synopsys公司給自家的ARC處理器移植好Dalvik虛擬機(jī)和瀏覽器用的V8虛擬機(jī)、Android環(huán)境已完備的時(shí)候，MIPS都還沒動(dòng)靜。順便說一句，Intel曾經(jīng)的南橋芯片里都有ARC處理器，它是Active Management Technology（AMT）的重要基石。

對(duì)于MIPS而言，還有一個(gè)壞消息是，在它們的強(qiáng)力助推下，電視盒子市場也成了ARM的天下。經(jīng)營不善的MIPS于2012年賣給了Imagination，Imagination不但沒能依靠MIPS在CPU市場中有所作為，反而在GPU市場里也敗給了ARM，在2017年被迫整體賣身，MIPS業(yè)務(wù)賣回給了硅谷公司。

2012～2016年，Intel在安卓市場上挑戰(zhàn)ARM，也失敗了。于是安卓給CPU帶來的紅利，全部被ARM吃掉了。隨著手機(jī)越來越重要，ARM也越來越重要，它所推出的最新的Cortex A系列處理器，被手機(jī)芯片爭相采用。ARM生態(tài)也越來越強(qiáng)大，它的觸角，慢慢伸出了手機(jī)領(lǐng)域。

滲透

2011年1月，微軟在CES宣布要為ARM架構(gòu)開發(fā)Windows 8 RT操作系統(tǒng)。在2012年年底，幾乎和Intel芯手機(jī)上市的同時(shí)，包括微軟自家的Surface RT在內(nèi)的一大批二合一平板設(shè)備上市了。Windows 8 RT不支持所有之前為x86平臺(tái)開發(fā)的應(yīng)用程序，這成為它最大的軟肋，相關(guān)的產(chǎn)品慢慢銷聲匿跡了。ARM滲透桌面市場的第一次嘗試失敗了。

最近微軟和高通所推出的ARM芯的Windows 10，吸取了教訓(xùn)，用Eumlation的機(jī)制來支持舊有的x86桌面程序。這次嘗試能否成功，我們拭目以待。

2009年，ARM推出了Cortex A9處理器，并且用40nm的工藝制造了雙核的樣片，跑到了2GHz。這是ARM第一次推出亂序超標(biāo)量的處理器核，而亂序超標(biāo)量是Intel實(shí)現(xiàn)高性能的關(guān)鍵技術(shù)，這是非常振奮人心的消息。2010年，Marvell推出了1．6GHz的4核A9的服務(wù)器芯片Armada XP。2013年，這款芯片被部署在百度的存儲(chǔ)服務(wù)器上，這是ARM服務(wù)器第一次大規(guī)模商用。但Marvell并未繼續(xù)推出新的服務(wù)器芯片。2011年，一家創(chuàng)業(yè)公司Calxeda采用Cortex A9，推出了共有480個(gè)CPU核的ARM服務(wù)器。但它的成就還不如Armada XP，2013年公司就倒閉了。

2012年，AMD收購了一家做高密度服務(wù)器的廠商SeaMicro，準(zhǔn)備把它所采用的CPU核由Intel的Atom換成ARM架構(gòu)的CPU。但直到2014年AMD才推出8核Cortex A57的服務(wù)器芯片Opteron A1100，之后從來也沒有認(rèn)真賣過它。2015年AMD就放棄了SeaMicro這個(gè)子品牌，不再做高密度服務(wù)器了。

ARM進(jìn)攻服務(wù)器市場的第一次嘗試失敗了。Marvell和Calxeda都采用的是32位的ARM核，先天不足；AMD則三心二意，畢竟自己還有x86 Server的生意。另外服務(wù)器市場對(duì)于單核單線程的運(yùn)算能力也有很高的要求，僅僅有低功耗和高通量（high throughput）是不夠的。

在ARMv8這一64位指令集發(fā)布之后，Cavium和AppliedMicro這兩家老牌網(wǎng)絡(luò)芯片廠商不約而同地將自己原先芯片中的架構(gòu)換成了ARMv8。因?yàn)楫a(chǎn)品的需要，Cavium和AppliedMicro都有自行設(shè)計(jì)處理器微架構(gòu)的能力，前者做MIPS處理器，后者做PowerPC處理器。它們兩家做ARMv8處理器時(shí)，也都采用了只授權(quán)指令集，微架構(gòu)自研的模式。Cavium共推出過兩代基于ARM的產(chǎn)品（2014、2016年），AppliedMicro推出過三代（2013、2015、2017年）。隨著產(chǎn)品性能逐漸接近Intel的Xeon E5，它們漸漸不再滿足于原先的網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，開始覬覦服務(wù)器市場。（x86生態(tài)系統(tǒng)、arm生態(tài)系統(tǒng)這兩部分內(nèi)容節(jié)選自 作者：torvaldsing 的相關(guān)文章。）

國內(nèi)CPU生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)現(xiàn)狀

在2019年收官之際，飛騰、龍芯兩大國產(chǎn)芯片巨頭相繼組織規(guī)模宏大的年會(huì)。

在龍芯以“新時(shí)代、芯生態(tài)”為主題的年會(huì)和飛騰以“同心筑生態(tài)、前路共飛騰”為主題的這兩場千人大會(huì)上，與會(huì)嘉賓一致認(rèn)為，CPU是產(chǎn)業(yè)生態(tài)的根本，必須解決芯片等核心技術(shù)受制于人的問題。同時(shí)，產(chǎn)業(yè)生態(tài)的構(gòu)建創(chuàng)新和合作伙伴的新品亮相，一并成為兩大會(huì)議的亮點(diǎn)和主題詞。

龍芯：堅(jiān)持“建立自主IT產(chǎn)業(yè)生態(tài)”目標(biāo)

2019年12月24日，龍芯中科技術(shù)有限公司重磅發(fā)布龍芯新一代通用CPU產(chǎn)品3A4000/3B4000。當(dāng)天，在以“新時(shí)代、芯生態(tài)”為主題的2019龍芯新產(chǎn)品發(fā)布暨用戶大會(huì)上，包括龍芯合作伙伴、專家學(xué)者和主管部門領(lǐng)導(dǎo)等在內(nèi)的4000余人見證了龍芯新產(chǎn)品發(fā)布。

龍芯中科技術(shù)有限公司董事長胡偉武表示，通過在市場中“試錯(cuò)”，龍芯團(tuán)隊(duì)認(rèn)識(shí)到，我國CPU與國外CPU的主要差距，在于通用處理性能，而不是專用處理性能；在于單核性能不足，而不是核數(shù)不夠多；在于設(shè)計(jì)能力不足，而不是工藝不夠先進(jìn)。因此，龍芯中科公司一直致力于通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高單核通用處理性能，直到3A4000完成設(shè)計(jì)能力“補(bǔ)課”。在此基礎(chǔ)上，龍芯公司將在兩年左右推出使用12nm工藝的四核3A5000和16核3C5000，其主頻將提高到2.5GHz以上，通用處理性能將達(dá)到當(dāng)時(shí)AMD的水平，這標(biāo)志著龍芯經(jīng)過20年的努力，通用處理性能達(dá)到世界先進(jìn)水平。

龍芯中科內(nèi)部報(bào)告稱，公司設(shè)立“建立自主IT產(chǎn)業(yè)生態(tài)”的目標(biāo)，并為之奮斗。IT產(chǎn)業(yè)是“解決方案為王”的產(chǎn)業(yè)，CPU的價(jià)值在于其承載生態(tài)，以CPU為基礎(chǔ)建立自主生態(tài)，符合產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)律，也為龍芯開創(chuàng)了廣闊的發(fā)展空間。

胡偉武指出，我國信息產(chǎn)業(yè)的根本出路，在于建立獨(dú)立于Wintel和ARM+Android體系外的第三套生態(tài)體系。為此，龍芯提供開源的基礎(chǔ)版操作系統(tǒng)，支持下游的操作系統(tǒng)企業(yè)、整機(jī)設(shè)備企業(yè)、解決方案企業(yè)推出產(chǎn)品版操作系統(tǒng)。龍芯通過基礎(chǔ)版操作系統(tǒng)統(tǒng)一系統(tǒng)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)跨主板兼容和CPU代際兼容，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用在不同整機(jī)平臺(tái)的兼容。

據(jù)龍芯中科副總裁張戈透露，龍芯的合作伙伴已經(jīng)增至近千家，下游基于龍芯的開發(fā)人員達(dá)到數(shù)萬人，在政企、安全、金融、能源、交通、教育等各個(gè)應(yīng)用場景中都有了應(yīng)用。2019年龍芯芯片出貨量已經(jīng)達(dá)到50萬顆以上。

飛騰：走“產(chǎn)業(yè)生態(tài)開放聯(lián)合”發(fā)展道路

在此前的2019年12月19日，首屆飛騰生態(tài)伙伴大會(huì)召開。大會(huì)吸引了500余家飛騰合作伙伴單位，包括兩院院士、業(yè)內(nèi)專家、政府主管部門、行業(yè)協(xié)會(huì)、用戶單位、軟硬件廠商、系統(tǒng)集成商和金融機(jī)構(gòu)等來自全國各地的代表共計(jì)2000余人參加。飛騰于大會(huì)現(xiàn)場重磅發(fā)布飛騰安全平臺(tái)架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)PSPA，以及多款基于飛騰CPU的計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)品。

天津飛騰信息技術(shù)有限公司總經(jīng)理竇強(qiáng)表示，飛騰的芯片產(chǎn)品譜系很全，包括高性能服務(wù)器CPU、高效能桌面CPU和高端嵌入式CPU三大系列，分別面向高性能計(jì)算、高性能服務(wù)器、高效能服務(wù)器、桌面、嵌入式應(yīng)用五大領(lǐng)域，為從端到云的各型設(shè)備提供核心算力支撐。

2019年是飛騰首款產(chǎn)品誕生20周年，也是公司成立5周年，這一年飛騰的產(chǎn)品在國內(nèi)政務(wù)辦公、金融、電力、軌交等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了國產(chǎn)化應(yīng)用的新突破。飛騰本著“核心技術(shù)自主創(chuàng)新，產(chǎn)業(yè)生態(tài)開放聯(lián)合”的發(fā)展道路，以“聚焦信息系統(tǒng)核心芯片，支撐國家信息安全和產(chǎn)業(yè)發(fā)展”為使命，將聯(lián)合合作伙伴，繼續(xù)推進(jìn)飛騰CPU的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

竇強(qiáng)稱，未來五年將持續(xù)投入150億元以上，用于新品的研發(fā)、生態(tài)建設(shè)和區(qū)域客戶保障。未來是萬物互聯(lián)的時(shí)代，飛騰CPU在滿足桌面、服務(wù)器和嵌入式等通用算力的基礎(chǔ)上，還將繼續(xù)加大投入，滿足未來IoT、邊緣計(jì)算和人工智能等專用算力的需求，以“成為世界一流芯片企業(yè)，用中國芯服務(wù)社會(huì)”為愿景，做新時(shí)代的“攀登者”，實(shí)現(xiàn)國家信息產(chǎn)業(yè)的新騰飛。

專家：CPU、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫等需密切合作

據(jù)龍芯內(nèi)部人士稱，通過生態(tài)建設(shè)，龍芯的基礎(chǔ)軟硬件平臺(tái)不斷完善，下游客戶中基于龍芯CPU的軟件研發(fā)人員達(dá)到幾萬人，龍芯從產(chǎn)業(yè)鏈最末端的“乙方”已發(fā)展到開始主動(dòng)組織產(chǎn)業(yè)鏈。

在龍芯當(dāng)天的大會(huì)上，包括聯(lián)想、中科曙光、浪潮、同方、超越數(shù)控等在內(nèi)的多家產(chǎn)業(yè)鏈下游企業(yè)，發(fā)布了基于龍芯芯片的桌面計(jì)算機(jī)、筆記本、一體機(jī)、服務(wù)器、云終端、網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)等產(chǎn)品。

而在首屆飛騰生態(tài)伙伴大會(huì)上，多家企業(yè)發(fā)布了基于飛騰CPU的全新產(chǎn)品和系統(tǒng)。比如，長城、聯(lián)想、浪潮、同方、曙光、紫光恒越等10家國內(nèi)整機(jī)企業(yè)發(fā)布了基于FT-2000/4的計(jì)算機(jī)產(chǎn)品；長城、浪潮、中電金融發(fā)布了基于FT-2000/4的金融設(shè)備；紫光恒越、邁普、奇安信、網(wǎng)御星云、綠盟科技等9家企業(yè)發(fā)布了基于飛騰芯片的網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)品。這些產(chǎn)品，將用于國內(nèi)政務(wù)和企業(yè)辦公、云計(jì)算、數(shù)據(jù)中心、金融等多個(gè)領(lǐng)域，產(chǎn)品性能、能耗以及自主程度在同類型產(chǎn)品中具備明顯優(yōu)勢(shì)。

中國工程院院士沈昌祥表示，守護(hù)好網(wǎng)絡(luò)空間基礎(chǔ)設(shè)施的安全，是事關(guān)社會(huì)安寧、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國家主權(quán)的大事。面臨日益嚴(yán)峻的國際網(wǎng)絡(luò)空間形勢(shì)，要立足國情、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，解決芯片等核心技術(shù)受制于人的問題。

中國信息通信研究院信息管理中心副主任苗占祿認(rèn)為，CPU是產(chǎn)業(yè)生態(tài)的根本，如果將其比作一棵樹，那么CPU是樹根，操作系統(tǒng)是樹干，云平臺(tái)、大數(shù)據(jù)、中間件等是樹枝，各類應(yīng)用軟件是樹葉和果實(shí)。未來，復(fù)雜的業(yè)務(wù)、規(guī)模友好的用戶體驗(yàn)、穩(wěn)定可靠的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)產(chǎn)業(yè)生態(tài)提出更高的要求，CPU、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫等需要密切合作，共同創(chuàng)造美好的未來。