極不平靜的2020年將要結(jié)束的時(shí)候，京東商城上悄然上架了一款純國產(chǎn)筆記本，來自長城的UF717 14 英寸輕薄筆記本。這款產(chǎn)品很快就吸引了很多的關(guān)注，因?yàn)闊o論是CPU、內(nèi)存、顯卡和操作系統(tǒng)，全部來自國內(nèi)廠商，是真正意義上的純國產(chǎn)產(chǎn)品。

這款筆記本的核心是飛騰 FT-2000/4 處理器，是飛騰公司專門為桌面打造的CPU，基于ARM架構(gòu)，具有4核心，主頻可達(dá)2.6-3.0GHz。

這已經(jīng)不是國產(chǎn)CPU第一次出現(xiàn)在筆記本上，進(jìn)入2020年以來，無論是資歷最老的龍芯，還是主攻X86的兆芯，都有CPU被用在筆記本上。此外，搭載國產(chǎn)CPU的服務(wù)器也頻頻進(jìn)入國內(nèi)集采的名單中。

國產(chǎn)CPU的轉(zhuǎn)運(yùn)之時(shí)是否已經(jīng)到來？

新機(jī)遇 新空間

經(jīng)過艱難跋涉的國產(chǎn)CPU已今非昔比，現(xiàn)在已形成6大廠商并存的局面，除去人們最為熟悉的龍芯之外，其他5家分別是天津飛騰、華為海思、兆芯集成、申威科技及海光信息。

成立最早的龍芯曾經(jīng)孤軍奮戰(zhàn)多年，經(jīng)過產(chǎn)業(yè)化的洗禮之后，終于見到了曙光，即將在科創(chuàng)板上市。并且，龍芯生態(tài)合作伙伴已達(dá)上千家，自主生態(tài)已初具規(guī)模。今年7月份，龍芯牽頭成立了 “龍芯適配聯(lián)盟”，吸引了 50 余家IT頭部企業(yè)加入。

在衡量公司硬實(shí)力的出貨量方面，龍芯近幾年也表現(xiàn)不俗，用安全應(yīng)用的芯片銷量超過10萬顆，民用信息化方面的出貨量超過100萬顆，在網(wǎng)絡(luò)安全、能源、交通、光電等方面，基于龍芯的IP授權(quán)，出貨量超過1000萬顆。

同在出貨量上取得突破的還有天津飛騰，盡管產(chǎn)業(yè)化的時(shí)間不長，卻在2020年交出了亮眼的成績單：全年出貨達(dá)150萬顆，營收超13個(gè)億。其他幾家雖沒有公布出貨數(shù)據(jù)，按照業(yè)內(nèi)人士的說法，也都有了相當(dāng)大幅的增長。

相比于2019年，2020年的國產(chǎn)CPU有了爆發(fā)式的增長，原因是多年的積累在市場環(huán)境的改變中終于得以釋放。

中美貿(mào)易戰(zhàn)的爆發(fā)引發(fā)了國產(chǎn)替代大潮的興起，讓國產(chǎn)CPU有了被接納的動(dòng)因，而新基建帶來的萬物互聯(lián)、人工智能、5G通信、數(shù)字城市等應(yīng)用的興起，以及基于底層核心算力、覆蓋從端到云的信息產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展和安全可信的體系建設(shè)，則給予國產(chǎn)CPU巨大的成長空間。

觀察三大運(yùn)營商2020年的通用服務(wù)器的集采狀況，可以看出國產(chǎn)CPU所獲得的新“待遇”。在中國聯(lián)通的集采結(jié)果中，多樣性計(jì)算標(biāo)段中共有華為、紫光華山、神州數(shù)碼等7家企業(yè)中標(biāo)，所采用的CPU為華為鯤鵬和海光Dhyana。中國電信發(fā)布的2020年服務(wù)器集中采購項(xiàng)目貨物招標(biāo)集中資格預(yù)審公告顯示，采購11185臺(tái)H系列的國產(chǎn)服務(wù)器（包括基于鯤鵬920系列的服務(wù)器或基于海光系列的服務(wù)器），占集采總數(shù)的19.9%。中國移動(dòng)2020年P(guān)C服務(wù)器集采項(xiàng)目中，華為、中移系統(tǒng)集成、中科可控等公司入圍，基于鯤鵬處理器的服務(wù)器中標(biāo)達(dá)19563臺(tái)。

國產(chǎn)服務(wù)器的中標(biāo)也被視為行業(yè)信創(chuàng)市場開啟的信號(hào)，迎接國產(chǎn)CPU的將是一個(gè)廣闊的空間。據(jù)華泰證券預(yù)計(jì)，整個(gè)信創(chuàng)行業(yè)的桌面CPU潛在市場空間為600億元，服務(wù)器CPU潛在空間約為240億 元，共計(jì)達(dá) 840 億元。

技術(shù)路線 誰執(zhí)牛耳

CPU的演化路徑中，最重要的就是指令集。指令集相當(dāng)于一個(gè)橋梁，連接了CPU和外部系統(tǒng)，對生態(tài)形成至關(guān)重要。

6大家國內(nèi)CPU公司，分屬于4大指令集架構(gòu)。其中，海思和飛騰采用了ARM指令集，龍芯采用了MIPS指令集，海光和兆芯采用了X86指令集，申威則采用了ALPHA指令集。

每種指令集都有其特色，很難說清孰優(yōu)孰劣，但是每種指令集背后的生態(tài)卻有著不同的表現(xiàn)。整體來看，ARM 架構(gòu)的芯片占據(jù)了移動(dòng)芯片領(lǐng)域90%以上的市場份額，X86則在桌面和服務(wù)器幾乎形成壟斷，MIPS已經(jīng)退出了第一梯隊(duì)，卻也有部分廠商在使用。

因?yàn)橹噶罴澈蠖夹枰粭l生態(tài)鏈做支撐，如果自行研發(fā)一個(gè)指令集，技術(shù)上可行，推廣則非常困難。所以國產(chǎn)CPU在早期開發(fā)時(shí)，都選用了現(xiàn)有的成熟指令集。

指令集之間的差異會(huì)造成授權(quán)方式的不同，使得實(shí)現(xiàn)自主可控的程度產(chǎn)生差別，進(jìn)而影響到生態(tài)的構(gòu)建。從國產(chǎn)CPU誕生之日起，就因?yàn)橹噶罴倪x擇而引發(fā)了廣泛的爭議，至今也未能平息。

獲得指令集的授權(quán)通常有兩種方式：架構(gòu)授權(quán)和IP內(nèi)核授權(quán)。

架構(gòu)授權(quán)：最高級(jí)別的授權(quán)方式。允許被授權(quán)方研發(fā)芯片，兼容授權(quán)方發(fā)展出來的指令集架構(gòu)，主要好處在于可以分享授權(quán)方建立起來的軟件生態(tài)紅利。不過由于架構(gòu)只是處理器的抽象描述、設(shè)計(jì)理念，對被授權(quán)方的研發(fā)能力要求非常高，設(shè)計(jì)中出現(xiàn)任何錯(cuò)誤，都將造成投資失敗。

IP內(nèi)核授權(quán)：分為軟核授權(quán)和硬核授權(quán)。軟核授權(quán)允許被授權(quán)方進(jìn)行后續(xù)的架構(gòu)設(shè)計(jì)，可以適配各種工藝，靈活性較大。硬核授權(quán)已有固定的拓?fù)洳季趾途唧w工藝，并已經(jīng)過工藝驗(yàn)證，可以拿來立刻使用，缺點(diǎn)就是授權(quán)廠商對其實(shí)行全權(quán)控制，對知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)相對簡單。

IP核授權(quán)多見于國內(nèi)的MCU廠商，國產(chǎn)CPU大部分都采用了架構(gòu)授權(quán)的方式，如龍芯獲得了MIPS的授權(quán)，海思和飛騰獲取了ARM V8指令集的永久授權(quán)。

在美國對中國科技實(shí)行打壓的情況下，國產(chǎn)CPU的自主可控成為一個(gè)敏感的話題。質(zhì)疑的聲音認(rèn)為獲得架構(gòu)授權(quán)并不是完全的自主，但從產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷史來看，這是一條既能自我掌控又能享受生態(tài)紅利的方式。

飛騰公司副總經(jīng)理張承義博士就表示：“在ARM處理器指令集永久授權(quán)的下面，我們堅(jiān)持走自主設(shè)計(jì)的道路，這樣既解決了自主的問題，又解決了可控的問題，我們認(rèn)為這是一條能夠解決CPU國產(chǎn)化的可行道路?！?/p>

飛騰與海思這幾年能夠異軍突起，這與依托ARM生態(tài)有很大的關(guān)系。ARM處理器的高能效比特性，加之靈活的授權(quán)方式，使其已經(jīng)滲透到各種電子設(shè)備中。在移動(dòng)端和嵌入式領(lǐng)域占據(jù)優(yōu)勢以后，ARM正在向桌面和服務(wù)器市場擴(kuò)展，這對使用ARM架構(gòu)的國內(nèi)廠商不啻是一大利好?！爸灰狝RM桌面和服務(wù)器生態(tài)搭建起來，就將帶動(dòng)開發(fā)人才、軟件生態(tài)和用戶往ARM方面發(fā)展，與此同時(shí)也將帶動(dòng)國內(nèi)ARM架構(gòu)CPU更大規(guī)模的應(yīng)用。”一位業(yè)內(nèi)人士表示。

不過，國內(nèi)CPU指令集分散的局面也存在弊病。有分析師就指出，國產(chǎn)CPU的單品出貨量都不算大，這就給操作系統(tǒng)、中間件、數(shù)據(jù)庫以及應(yīng)用軟件企業(yè)造成非常大的困擾，讓操作系統(tǒng)、軟件企業(yè)與處理器芯片的適配不太容易，內(nèi)生的配套機(jī)制還沒有完全形成。

攜手操作系統(tǒng)

要生成配套機(jī)制，首先需要國產(chǎn)操作系統(tǒng)的有力支撐。國產(chǎn)CPU以前的孤軍奮戰(zhàn)，也與沒有和國產(chǎn)操作系統(tǒng)形成強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合很大關(guān)系。

不過，這種局面已經(jīng)發(fā)生了改變。2020年，由中國電子全力打造的PK體系已經(jīng)發(fā)布了 2.0 版本，這個(gè)由飛騰CPU（Phytium）+麒麟操作系統(tǒng)（Kylin）組成的具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的中國架構(gòu)有望成為中國的Wintel聯(lián)盟。

兩者的結(jié)合已經(jīng)在技術(shù)層面形成了協(xié)同效應(yīng)，根據(jù)全球權(quán)威第三方評(píng)測機(jī)構(gòu)SPEC的CPU測試成績，基于國產(chǎn)飛騰Arm 64服務(wù)器和銀河麒麟V10操作系統(tǒng)的產(chǎn)品測試成績在434個(gè)測試結(jié)果中排名第11位，是今年非x86 CPU的最好成績。

一位業(yè)內(nèi)人士表示，經(jīng)過8年多發(fā)展， PK體系走過了能用、好用、到管用的階段。目前PK體系在很多領(lǐng)域，尤其是關(guān)系國計(jì)民生、對安全性要求比較嚴(yán)格的行業(yè)，例如電信、廣電、能源、金融、公路水路交通、鐵路、民航、郵政、水利、應(yīng)急、衛(wèi)健、社會(huì)保障等行業(yè)，已得到廣泛應(yīng)用。以麒麟操作系統(tǒng)為例，在目前相關(guān)領(lǐng)域的市場占有率超過90%。

同時(shí)，PK體系也向其他國產(chǎn)CPU敞開了大門，麒麟V10可以做到同源開放支持4種技術(shù)路線的6大國產(chǎn)CPU平臺(tái)，應(yīng)用商店的軟件包括QQ、微信等通訊工具，WPS、永中Office等辦公應(yīng)用。

其他國產(chǎn)操作系統(tǒng)也同樣加大對國產(chǎn)CPU的支持，比如UOS就在近期完成了與龍芯、兆芯的適配。目前，UOS已支持全部國產(chǎn)CPU品牌，并與國內(nèi)各主流整機(jī)廠商以及數(shù)百家軟件廠商展開了全方位的兼容性適配工作。

當(dāng)前，國產(chǎn)CPU 市場主要分為三類：黨政軍及重點(diǎn)行業(yè)、企業(yè)和消費(fèi)級(jí)市場，需求特點(diǎn)各異。在國產(chǎn)操作系統(tǒng)的加持下，國產(chǎn)CPU已經(jīng)初步穩(wěn)固了黨政軍市場，并向重點(diǎn)行業(yè)市場拓展。

在中美貿(mào)易戰(zhàn)的大背景下，國內(nèi)關(guān)鍵IT基礎(chǔ)設(shè)施、涉密、電子公文等領(lǐng)域正在推動(dòng)自主可控試點(diǎn)，基于國產(chǎn) CPU 的信息產(chǎn)品已經(jīng)得到應(yīng)用。同時(shí)，金融、電信、能源等重點(diǎn)行業(yè)領(lǐng)域也在加大基于國產(chǎn) CPU 的服務(wù)器產(chǎn)品采購，使用范圍正逐步進(jìn)入核心領(lǐng)域，目前飛騰、兆芯、海光等產(chǎn)品在金融、電力等市場都有公開的應(yīng)用案例。

企業(yè)級(jí)市場主要是高性能計(jì)算和嵌入式 CPU，將是國產(chǎn)CPU未來重要的增量市場，而消費(fèi)級(jí)市場則是國產(chǎn) CPU 長期要突破的目標(biāo)，尤其是桌面CPU性能、生態(tài)等方面還需要進(jìn)一步加強(qiáng)。

然而，羅馬并非一日而成。業(yè)內(nèi)人士表示，以國產(chǎn)CPU為核心的自主可控軟硬件平臺(tái)最主要的問題就是生態(tài)問題，它不但需要國家從上而下的推動(dòng)，并且需要整個(gè)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行垂直協(xié)調(diào)，還要抵御國際生態(tài)的夾擊。所以，國產(chǎn)CPU的全面騰飛還需要時(shí)間。
責(zé)任編輯:tzh