龍芯CPU再進(jìn)一步，國(guó)產(chǎn)CPU們追上英特爾還需多久？

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/黃山明）近日，據(jù)“中科院科技創(chuàng)新亮點(diǎn)成果篩選”活動(dòng)頁(yè)面的結(jié)果顯示，龍芯中科技術(shù)股份有限公司已經(jīng)完成了基于自主LoongArch指令系統(tǒng)的龍芯3C5000服務(wù)器CPU的研制，國(guó)產(chǎn)服務(wù)器CPU再向前邁出了一步。

對(duì)于CPU的命名，一般A系列為桌面級(jí)CPU，而C系列則是服務(wù)器CPU。從公開(kāi)信息來(lái)看，龍芯3C5000吳福氣CPU內(nèi)部集成了16個(gè)高性能的龍芯LA464處理器、32MB的共享偏上高速緩存和4個(gè)64位DDR4-3200內(nèi)存控制器，主頻為2.1-2.3GHz，單新品雙精度浮點(diǎn)運(yùn)算速度超過(guò)0.5TFLOPS。

單從性能上來(lái)看，龍芯這款3C5000已經(jīng)與市面中的主流CPU相當(dāng)，已經(jīng)可以滿足當(dāng)下云計(jì)算與數(shù)據(jù)中心的性能要求。

國(guó)產(chǎn)的CPU

值得一提的是，LoongArch也就是龍芯自主指令系統(tǒng)架構(gòu)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了完全自主、技術(shù)先進(jìn)、兼容生態(tài)三方面的特點(diǎn)，其中擁有近2000條指令，并不包含MIPS指令系統(tǒng)。該架構(gòu)今年正式被龍芯對(duì)外發(fā)布。

在今年7月份，龍芯中科發(fā)布了3A5000CPU，作為桌面級(jí)CPU，其性能已經(jīng)逼近市場(chǎng)的主流產(chǎn)品，據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)評(píng)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，龍芯3A5000單核SPECCPU 2006 Base定浮點(diǎn)分值在2.5GHz主頻下性能超過(guò)了26分，平均每GHz性能超過(guò)了10分，已經(jīng)與市場(chǎng)主流X86產(chǎn)品相當(dāng)接近。

其中，龍芯處理器除了CPU核心是自研的以外，包括GPU核、內(nèi)存控制器和PHY、高速IO接口控制器和PHY等上百種IP均自主研發(fā)。

國(guó)內(nèi)的CPU生力軍除了龍芯以外，還有如兆芯、飛騰等。如兆芯在2015年便發(fā)布了一款ZX-C4600/4610處理器，算是價(jià)格門檻較低的國(guó)產(chǎn)通用型X86 CPU。主頻為2GHz，采用28nm制造工藝。

根據(jù)測(cè)試，這款兆芯的芯片性能基本等同于英特爾在2007年發(fā)布的奔騰雙核E2160的兩倍，已經(jīng)可以滿足日常辦公需求，同時(shí)由于采用了X86架構(gòu)，因此可以兼容Windows、Linux等操作系統(tǒng)。

飛騰也發(fā)布過(guò)處理器產(chǎn)品，如經(jīng)典的FT-1500A/4四核處理器，不過(guò)由于采用了Arm V8的架構(gòu)，因此無(wú)法與Windows兼容，基本只能運(yùn)行國(guó)產(chǎn)化Linux系統(tǒng)，距離普通消費(fèi)者就更遠(yuǎn)了。

如今飛騰還發(fā)布了FT-1500A/16的16核心處理器以及FT-2000+/64的64核心版本的服務(wù)器平臺(tái)。

除了以上幾款之外，國(guó)產(chǎn)CPU還有如鯤鵬、海光、申威等品牌，如申威的CPU便被曾經(jīng)全球第一的超算神威·太湖之光所采用。

國(guó)產(chǎn)CPU的困境與現(xiàn)狀

上文已經(jīng)了解到國(guó)內(nèi)的部分國(guó)產(chǎn)CPU相關(guān)產(chǎn)品，但可以肯定的是，如果并非是業(yè)內(nèi)人士，可能基本沒(méi)有聽(tīng)聞過(guò)這些國(guó)產(chǎn)的CPU。一方面是由于國(guó)產(chǎn)CPU市場(chǎng)份額過(guò)小，知名度只局限于相關(guān)專業(yè)人士，另一個(gè)原因在于價(jià)格原因?qū)е聡?guó)產(chǎn)CPU推廣更加困難。

首先說(shuō)價(jià)格，可能一般用戶會(huì)認(rèn)為，既然國(guó)產(chǎn)CPU性能相比英特爾、AMD還存在差距，甚至可能還不如上一代的奔騰、賽揚(yáng)，那么售價(jià)也必須要比這些產(chǎn)品更便宜才對(duì)。

但事實(shí)上，正是因?yàn)閲?guó)產(chǎn)處理器受眾較小，大多數(shù)用戶并不買單，銷量較低，而研發(fā)成本又?jǐn)[在這里，平攤下來(lái)每塊CPU成本并不低。假設(shè)研發(fā)出一個(gè)新系列耗費(fèi)1億元（成本已經(jīng)很低），但最終只賣出了10萬(wàn)套不到（10萬(wàn)套基本已經(jīng)是國(guó)產(chǎn)CPU銷量天花板），那么每一套的成本就達(dá)到1000元，這還沒(méi)有算渠道費(fèi)用以及存儲(chǔ)、運(yùn)輸?shù)阮~外的支出。

對(duì)比英特爾、AMD動(dòng)輒數(shù)百萬(wàn)以上的銷量，國(guó)產(chǎn)CPU的成本很難降低，這就導(dǎo)致如今的國(guó)產(chǎn)CPU價(jià)格甚至比這些國(guó)外CPU產(chǎn)品更高。

當(dāng)成本降不下來(lái)，性能還不如國(guó)外同類產(chǎn)品的情況下，普通消費(fèi)者基本不會(huì)支持，只能依賴于政府采購(gòu)為主。如果想要普通消費(fèi)者買單，如今只能走補(bǔ)貼的路線來(lái)將價(jià)格降下來(lái)。

除了成本以外，另一個(gè)問(wèn)題還在于生態(tài)。兆芯CPU采用了X86架構(gòu)，可以兼容Windows，其生態(tài)環(huán)境稍好一些。但對(duì)于龍芯以及飛騰而言，由于采用的分別為自研架構(gòu)LoongArch以及Arm架構(gòu)，因此與Windows并不兼容。

這對(duì)于用戶而言就不太友好了，沒(méi)有相應(yīng)的軟件生態(tài)環(huán)境，就意味著沒(méi)有國(guó)產(chǎn)CPU施展能力的空間。如果想要軟件生態(tài)，就只能放棄自研，采購(gòu)?fù)ㄓ眉軜?gòu)，制造服務(wù)器CPU，來(lái)幫助企業(yè)迅速回本。不過(guò)這樣一來(lái)，一旦被國(guó)外“卡脖子”企業(yè)很難有還手余地。

國(guó)產(chǎn)CPU多久能夠替換英特爾？

如今國(guó)內(nèi)掀起了一股國(guó)產(chǎn)替代的浪潮，而CPU作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)算和控制的核心，如何實(shí)現(xiàn)CPU的自主可控，并能夠經(jīng)受住市場(chǎng)的考驗(yàn)實(shí)現(xiàn)替換，是國(guó)產(chǎn)崛起的關(guān)鍵。

當(dāng)前已經(jīng)多款國(guó)產(chǎn)CPU產(chǎn)品，那么距離替換英特爾還有多遠(yuǎn)呢？

如果光從性能上來(lái)看，龍芯3A5000性能與2015年的英特爾i5水平相當(dāng)，這已經(jīng)很不錯(cuò)了，要知道在過(guò)去國(guó)內(nèi)外CPU在性能上的差距就能達(dá)到10年以上。因此只看性能的話，大概5-8年左右就能夠替換英特爾。

但CPU除了性能以外，生態(tài)也非常重要。簡(jiǎn)單地打個(gè)比方，在海外，安卓手機(jī)大多都會(huì)使用GMS框架，只有擁有了GMS才能運(yùn)行谷歌應(yīng)用及需要GMS支持的應(yīng)用，而大多數(shù)海外的安卓應(yīng)用都需要GMS支持才能夠使用。當(dāng)有手機(jī)被禁止使用GMS時(shí)，在海外市場(chǎng)就意味著除了打電話以外，基本干不了什么其他的事了，這就是生態(tài)。

由于英特爾CPU的強(qiáng)大市場(chǎng)地位，Windows基本是基于X86而開(kāi)發(fā)的，對(duì)于其他的CPU而言，會(huì)產(chǎn)生兼容性的問(wèn)題。

而其他CPU稀少的市場(chǎng)份額，很難吸引到開(kāi)發(fā)者愿意去為這一架構(gòu)開(kāi)發(fā)相應(yīng)軟件，最后陷入惡性循環(huán)，強(qiáng)者恒強(qiáng)，弱者越弱。

好在如今一些CPU開(kāi)始著力打破這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，如龍芯也開(kāi)始走兼容模式，已經(jīng)能夠運(yùn)行一些Windows程序，未來(lái)隨著能夠運(yùn)行的程序越來(lái)越多，相信也會(huì)在市場(chǎng)中慢慢占有一席之地，通過(guò)市場(chǎng)來(lái)帶動(dòng)國(guó)產(chǎn)CPU技術(shù)的迭代與發(fā)展。

那么答案很明顯了，如果只看性能的話，可能需要5-8年才能完全替代英特爾，如果沒(méi)有那么極客，如今的國(guó)產(chǎn)CPU已經(jīng)可供日常使用。但生態(tài)的缺陷讓國(guó)產(chǎn)CPU境地較為尷尬，雖然喊出要打造第三套生態(tài)系統(tǒng)，但顯然是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程。在此之前，與另兩個(gè)生態(tài)兼容將是國(guó)產(chǎn)CPU的必由之路。