CPU是信息產(chǎn)業(yè)中最基礎(chǔ)的核心部件，無論在全球服務(wù)器計算市場，還是國內(nèi)信創(chuàng)領(lǐng)域都無可替代，但如何在眾多復(fù)雜的CPU架構(gòu)中脫穎而出，成為各行各業(yè)最佳之選？要從技術(shù)、生態(tài)、市場等各個維度分析評判。

一、CPU百花齊放，場景在哪？

目前服務(wù)器處理器種類眾多，但架構(gòu)、性能及場景各不相同。先從架構(gòu)上看，主要有兩大陣營，以 Intel、AMD 為代表的復(fù)雜指令集（CISC）陣營，目前服務(wù)器大部分采用了x86架構(gòu)的處理器，國外以intel和AMD的處理器為主，而國內(nèi)一海光、兆芯為代表。而另陣營則是以 ARM為代表的精簡指令集（RISC），包括 ARM、MIPS、Power PC 以及 RISC-V 等架構(gòu)。

在性能上，復(fù)雜指令集包含豐富的指令集，設(shè)計理念是一條指令可用于執(zhí)行所有加載、評估和存儲操作，以此提高整體運(yùn)行速度和整體CPU的性能。而精簡指令集則是簡化計算機(jī)的指令功能，僅僅保留那些能在單個周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)的簡單指令，將復(fù)雜的運(yùn)算與指令變成為一段由基本指令完成的子程序，所以性能并非其強(qiáng)項(xiàng)。在計算密集型領(lǐng)域，性能決定CPU乃至服務(wù)器的應(yīng)用場景，以高性能服務(wù)器為代表的場景，如企業(yè)計算、云計算數(shù)據(jù)中心、大數(shù)據(jù)分析等對 CPU 的性能要求最高且最為全面，需兼顧數(shù)據(jù)處理能力、數(shù)據(jù)吞吐能力、可擴(kuò)展性、可靠性、和可維護(hù)性等方面。

魚和熊掌不可兼得，CPU處理器亦是如此。在高性能計算領(lǐng)域x86長期獨(dú)占鰲頭，以arm為代表的精簡指令集在功耗的的明顯優(yōu)勢，使其在桌面終端、汽車、通信等消費(fèi)領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位。

二、通過市場檢驗(yàn)?zāi)莻€最亮眼的CPU

縱觀全球CPU處理器市場，X86架構(gòu)穩(wěn)坐第一把交椅，目前占據(jù)了全球服務(wù)器、桌面及移動PC的主要市場份額。據(jù)Mercury 的數(shù)據(jù)，在2021年年末，全球x86市場中Intel占據(jù)超過70%，AMD的市場份額達(dá)到25.6%。據(jù)IDC數(shù)據(jù)，Intel和AMD X86合計市占率91%，國產(chǎn)X86主要是海光。

在服務(wù)器領(lǐng)域，由于 x86 處理器起步較早，生態(tài)環(huán)境較其他處理器具有明顯優(yōu)勢，因此應(yīng)用 x86 處理器的服務(wù)器銷售額占全部服務(wù)器銷售處理顯著領(lǐng)先地位。根據(jù) IDC 統(tǒng)計數(shù)據(jù)，中國 x86 服務(wù)器出貨量持續(xù)增長。中國 x86 服務(wù)器市場未來幾年需求仍然會比較旺盛，在 2021-2025 年復(fù)合增長率將達(dá)到 8.8%。

在信創(chuàng)領(lǐng)域，國產(chǎn)CPU發(fā)展較晚，中國自2001年開始啟動處理器設(shè)計項(xiàng)目，目前國內(nèi)代表廠商為海光信息、華為、龍芯中科、天津飛騰、上海申威、上海兆芯等。國產(chǎn)CPU產(chǎn)品在性能、安全、自主、可控方面的能力逐年提高，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展，使中國長期以來無“芯”可用的局面得到了極大扭轉(zhuǎn)，為各行各業(yè)實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化計算平臺奠定了基礎(chǔ)。根據(jù)之前公布的中標(biāo)信息，中國移動2021-2022年P(guān)C服務(wù)器第1批集采共采購163，692臺PC服務(wù)器，***服務(wù)器合計占比27.03%，采用海光芯片的服務(wù)器共17，164臺（占比10.49%）。2022年上半年，中國移動發(fā)布了補(bǔ)充采購的招標(biāo)公告，本次補(bǔ)采鯤鵬服務(wù)器占比43.30%，海光服務(wù)器占比56.70%。

從全球總體市場來看，傳統(tǒng)CPU處理器、服務(wù)器領(lǐng)域x86占據(jù)絕對份額；在國內(nèi)信創(chuàng)市場，鯤鵬和海光占據(jù)性能優(yōu)勢；電信、金融等行業(yè)已經(jīng)走在信創(chuàng)前列，加速行業(yè)信創(chuàng)進(jìn)程。

三、多維度CPU對比，誰略勝一籌？

從國際主流 CPU 廠商 Intel 與 AMD均采用 x86 架構(gòu)。當(dāng)前階段，國內(nèi)主流的CPU廠商主要有海光、兆芯、飛騰、海思、龍芯、申威六家領(lǐng)軍企業(yè)，從出身來看：由于產(chǎn)品定位和技術(shù)來源不同，國內(nèi)處理器產(chǎn)品也有差異，海光和上海兆芯的產(chǎn)品兼容 x86 指令集，具有良好的生態(tài)，且應(yīng)用遷移轉(zhuǎn)換成本低；海思半導(dǎo)體的鯤鵬處理器和天津飛騰處理器兼容 ARM 指令集，性能有所突破；但指令集需自研演進(jìn)，當(dāng)前生態(tài)需要大量適配工作；龍芯中科處理器采用 LoongArch 指令集，主要產(chǎn)品與服務(wù)涵蓋處理器及配套芯片產(chǎn)品；成都申威處理器采用 SW-64 指令集，一般應(yīng)用于服務(wù)器、桌面計算機(jī)等設(shè)備。從指令集授權(quán)的角度看：以海光為代表，獲得可以自行迭代演進(jìn)的x86架構(gòu)指令集永久授權(quán)；可基于指令集架構(gòu)進(jìn)行核心CPU設(shè)計，安全可控程度較高，具備良好的生態(tài)和性能起點(diǎn)。

從技術(shù)及性能看：以x86為代表的海光、Intel、AMD在處理器性能、核心數(shù)量、PCIe通道等技術(shù)上優(yōu)勢明顯，憑借領(lǐng)先的性能+被驗(yàn)證過的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，最為受益；鯤鵬也具有很高性能，但其在生態(tài)適配及完善度需要進(jìn)一步補(bǔ)齊。

整體來看，x86 CPU處理器架構(gòu)優(yōu)勢主要為以下三點(diǎn)：1、由于x86 處理器起步較早，生態(tài)環(huán)境較其他處理器具有明顯優(yōu)勢，x86 指令集具有業(yè)界最好的產(chǎn)業(yè)生態(tài)支持，現(xiàn)有運(yùn)行中以及開發(fā)中的絕大部分服務(wù)器、硬件設(shè)備、軟件系統(tǒng)均基于或兼容 x86 指令集，應(yīng)用遷移轉(zhuǎn)換成本低。2、x86性能門檻高，在計算密集型領(lǐng)域，可匹配復(fù)雜的高性能應(yīng)用場景，如企業(yè)計算、云計算數(shù)據(jù)中心、大數(shù)據(jù)分析等。

3、x86處理器市場規(guī)模較大。應(yīng)用 x86 處理器的服務(wù)器銷售額占全部服務(wù)器銷售額的比例約為 91%，銷售量占比超過97%，處于顯著領(lǐng)先的地位，存量擴(kuò)容需求不容忽視。

四、國內(nèi)x86典型代表

國內(nèi)海光在x86 處理器設(shè)計領(lǐng)域，研發(fā)出兼具“生態(tài)、性能、安全”三大特點(diǎn)的國產(chǎn) x86 架構(gòu)處理器產(chǎn)品；包括7000 系列、5000 系列、3000 系列的高、中、低端 CPU 芯片，以及 8000 系列的 DCU 芯片。

從兼容性來講，海光CPU兼容x86指令集，處理器性能參數(shù)與國際同類型主流處理器產(chǎn)品相當(dāng)，支持國內(nèi)外主流操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、虛擬化平臺或云計算平臺，能夠有效兼容目前存在的數(shù)百萬款基于x86指令集的系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件，具有優(yōu)異的性能、生態(tài)優(yōu)勢。在性能方面，海光產(chǎn)品性能總體與Intel相當(dāng)。通過選取 Intel 在 2020年發(fā)布的 6 款至強(qiáng)鉑金系列產(chǎn)品和海光 7285 進(jìn)行性能比較，發(fā)現(xiàn)海光 7285 CPU 的SPEC CPU 2017 的實(shí)測性能與國際領(lǐng)先芯片設(shè)計企業(yè) Intel 同期發(fā)布的主流處理器產(chǎn)品的實(shí)測性能總體相當(dāng)。

在安全性方面，海光 CPU 通過擴(kuò)充安全算法指令、集成安全算法專用加速電路等方式，有效提升了數(shù)據(jù)安全性和計算環(huán)境的安全性，原生支持可信計算。在業(yè)務(wù)連續(xù)性上，海光獲得了 x86 處理器設(shè)計核心技術(shù)，研制出符合中國用戶使用需求、兼具“生態(tài)、性能、安全”三大特點(diǎn)的國產(chǎn) x86 架構(gòu)處理器產(chǎn)品。

未來，隨著海光產(chǎn)品不斷更迭，性能也將不斷實(shí)現(xiàn)優(yōu)化。x86擁有成熟的軟硬件生態(tài)和較大的處理器市場規(guī)模，基于主流架構(gòu)研發(fā) CPU，對未來行業(yè)客戶拓展將十分便利。在人工智能發(fā)展迅速的背景下，針對 AI 計算的硬件產(chǎn)品將是發(fā)展的重要方向。

五、總結(jié)

通過在與國內(nèi)國產(chǎn)CPU、國外主流CPU 的橫向?qū)Ρ戎锌梢园l(fā)現(xiàn)，海光CPU主要指標(biāo)處于領(lǐng)先地位，同時承襲 x86 體系，在服務(wù)器市場具備天然優(yōu)勢。

CPU是信息產(chǎn)業(yè)的核心，為了發(fā)展集成電路，國家給予高度重視，出臺各方面政策為我國CPU發(fā)展保駕護(hù)航，為產(chǎn)業(yè)后續(xù)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展創(chuàng)造了良好的外部環(huán)境。基于海光既有優(yōu)勢，結(jié)合政策利好，相信海光將充分發(fā)揮其在CPU領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)作用。

編輯：黃飛