龍芯CPU再進一步，國產(chǎn)CPU們追上英特爾還需多久？

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/黃山明）近日，據(jù)“中科院科技創(chuàng)新亮點成果篩選”活動頁面的結(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，國產(chǎn)服務(wù)器CPU再向前邁出了一步。

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

單從性能上來看，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)下云計算與數(shù)據(jù)中心的性能要求。

國產(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)實現(xiàn)了完全自主、技術(shù)先進、兼容生態(tài)三方面的特點，其中擁有近2000條指令，并不包含MIPS指令系統(tǒng)。該架構(gòu)今年正式被龍芯對外發(fā)布。

在今年7月份，龍芯中科發(fā)布了3A5000CPU，作為桌面級CPU，其性能已經(jīng)逼近市場的主流產(chǎn)品，據(jù)相關(guān)機構(gòu)評測數(shù)據(jù)顯示，龍芯3A5000單核SPECCPU 2006 Base定浮點分值在2.5GHz主頻下性能超過了26分，平均每GHz性能超過了10分，已經(jīng)與市場主流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，算是價格門檻較低的國產(chǎn)通用型X86 CPU。主頻為2GHz，采用28nm制造工藝。

根據(jù)測試，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)布過處理器產(chǎn)品，如經(jīng)典的FT-1500A/4四核處理器，不過由于采用了Arm V8的架構(gòu)，因此無法與Windows兼容，基本只能運行國產(chǎn)化Linux系統(tǒng)，距離普通消費者就更遠了。

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。

除了以上幾款之外，國產(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。

國產(chǎn)CPU的困境與現(xiàn)狀

上文已經(jīng)了解到國內(nèi)的部分國產(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，可能基本沒有聽聞過這些國產(chǎn)的CPU。一方面是由于國產(chǎn)CPU市場份額過小，知名度只局限于相關(guān)專業(yè)人士，另一個原因在于價格原因?qū)е聡a(chǎn)CPU推廣更加困難。

首先說價格，可能一般用戶會認為，既然國產(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，那么售價也必須要比這些產(chǎn)品更便宜才對。

但事實上，正是因為國產(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)成本又擺在這里，平攤下來每塊CPU成本并不低。假設(shè)研發(fā)出一個新系列耗費1億元（成本已經(jīng)很低），但最終只賣出了10萬套不到（10萬套基本已經(jīng)是國產(chǎn)CPU銷量天花板），那么每一套的成本就達到1000元，這還沒有算渠道費用以及存儲、運輸?shù)阮~外的支出。

對比英特爾、AMD動輒數(shù)百萬以上的銷量，國產(chǎn)CPU的成本很難降低，這就導(dǎo)致如今的國產(chǎn)CPU價格甚至比這些國外CPU產(chǎn)品更高。

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

除了成本以外，另一個問題還在于生態(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。

這對于用戶而言就不太友好了，沒有相應(yīng)的軟件生態(tài)環(huán)境，就意味著沒有國產(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?fù)ㄓ眉軜?gòu)，制造服務(wù)器CPU，來幫助企業(yè)迅速回本。不過這樣一來，一旦被國外“卡脖子”企業(yè)很難有還手余地。

國產(chǎn)CPU多久能夠替換英特爾？

如今國內(nèi)掀起了一股國產(chǎn)替代的浪潮，而CPU作為計算機系統(tǒng)運算和控制的核心，如何實現(xiàn)CPU的自主可控，并能夠經(jīng)受住市場的考驗實現(xiàn)替換，是國產(chǎn)崛起的關(guān)鍵。

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

如果光從性能上來看，龍芯3A5000性能與2015年的英特爾i5水平相當(dāng)，這已經(jīng)很不錯了，要知道在過去國內(nèi)外CPU在性能上的差距就能達到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。簡單地打個比方，在海外，安卓手機大多都會使用GMS框架，只有擁有了GMS才能運行谷歌應(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)有手機被禁止使用GMS時，在海外市場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的強大市場地位，Windows基本是基于X86而開發(fā)的，對于其他的CPU而言，會產(chǎn)生兼容性的問題。

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

好在如今一些CPU開始著力打破這個生態(tài)系統(tǒng)，如龍芯也開始走兼容模式，已經(jīng)能夠運行一些Windows程序，未來隨著能夠運行的程序越來越多，相信也會在市場中慢慢占有一席之地，通過市場來帶動國產(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，如果沒有那么極客，如今的國產(chǎn)CPU已經(jīng)可供日常使用。但生態(tài)的缺陷讓國產(chǎn)CPU境地較為尷尬，雖然喊出要打造第三套生態(tài)系統(tǒng)，但顯然是一個漫長的過程。在此之前，與另兩個生態(tài)兼容將是國產(chǎn)CPU的必由之路。