中国自主开发的CPU的进展

关于中美贸易战的文章很多，尤其是关于华为的文章. 许多讨论都围绕从Intel和AMD以及Arm IP访问x86 CPU. 目前，看来华为和其他公司仍可以使用英特尔和ARM技术，除非制裁变得更强大，否则它们仍然可能适用. 如果华为和其他中国公司完全丧失访问权，尽管这将是沉重的打击，但不一定致命. 龙芯，飞腾，华为，兆芯和阿里巴巴等中国公司已经开发了自己的CPU和核心IP，可以填补一些空白.

CPU体系结构和指令集

让我们快速描述一下CPU. CPU在设备上运行OS和各种应用程序，处理数据并提供输出. 当前的CPU通常包含多个处理器（核心）. 例如双核，四核，八核等.

要制造CPU，设计公司必须首先确定CPU使用的内核，然后再选择指令集体系结构（ISA）.

ISA有两种基本类型: 更快的CISC（复杂指令集）体系结构和更节能的RISC（精简指令集）体系结构. CISC ISA可以在一条指令中执行多个操作，而RISC ISA可能需要多个不同的指令才能完成同一任务. Arm，MIPS和RISC-V是RISC架构，而x86是CISC.

传统上，如果要构建服务器，则需要更高的性能，通常选择CISC. 如果要构建移动设备，请选择RISC.

一旦选择了CISC或RISC，就必须选择特定的处理器内核作为设计的基础，因此请选择ISA. 选择内核会将您的CPU放入其兼容工具，应用程序，中间件等的生态系统中. 因此，如果您的团队已经习惯了某种生态系统，则很难切换.

手臂

随着Arm及其生态系统的发展，智能手机产业得到了发展. 如今，几乎所有手机都使用基于Arm架构的应用处理器.

尽管高通及其中国合资企业华新通退出了Arm服务器市场，关于Arm是否可以替代x86在服务器领域的争论一直没有停止，但仍然有许多西方公司，例如Marvell，Amazon和Ampere的Arm服务器芯片，对于中国而言，Arm服务器芯片的开发变得越来越重要.

在Arm训练营中，我们有华为和飞腾. 对于华为来说，由于美国政府一直在寻找与华为有关的麻烦，因此其对高性能计算存储上对英特尔CPU的依赖正面临被禁用的可能性. 这加大了华为用其自己的基于Arm的服务器级CPU取代Intel的努力. 到目前为止，这些努力的结果就是令人印象深刻的Kunpeng920. 这是目前市场上功能最强大的Arm CPU之一，Kunpeng使用7nm工艺，具有64个内核，并以2.6Ghz的速度运行. 该芯片将主要针对华为台山服务器系列中的云服务和大数据应用. 尽管我相信它以及该芯片的未来世代都可以在该领域取得成功，但它无法解决华为在高性能计算甚至超级计算等前沿领域中担心的问题.

另一款基于CPU的Arm是飞腾. 该公司与Galaxy Kylin OS团队有着良好的关系. 飞腾拥有一系列台式PC和服务器CPU，但更多地关注HPC. 其最新的Arm芯片也是64核，运行在2.2Ghz左右，并使用16nm工艺. 飞腾当然以其在天河2等超级计算机上的应用而闻名，但实际上，这里的大多数处理工作都是由Intel Xeon和Intel Phi CPU完成的，而Feiteng主要处理前端任务. 尽管由于奥巴马的禁令而禁止了英特尔Phi，但国防科技大学却用自己开发的128核Matrix-2000处理器代替了它. 尽管当时的性能不如英特尔最新产品强大，但它仍比他们要替换的旧英特尔Phi处理器强大. 尽管国防科技大学和飞腾无法立即替换HPC工作负载，但它们正在朝这个方向发展.

MIPS

与Arm一样，MIPS也基于RISC ISA. 由于种种原因和生态问题，尚未在手机领域使用，但在中国已有悠久的历史.

Loongson的CPU指令集基于MIPS. 最新的Longsoon CPU运行于2Ghz，采用28nm FD-SOI工艺. 它具有四个核心，非常适合政府和台式机. Loongson的后续计划是推出16核2.5Ghz 16nm CPU.

除了Loongson，Ingenics还使用MIPS，但用于低功耗专用处理器.

X86

英特尔x86是CISC的唯一主要选择，因此它主导了笔记本电脑和PC CPU，并主导了服务器.

Zhaoxin当前正在使用x86指令集，该指令集来自VIA Electronics的x86许可证. 目前，兆芯，英特尔和AMD可以使用x86 ISA. 尽管我看不到该公司在高端市场上与同业竞争，但昭信在低端服务器，台式机和笔记本电脑上已显示出进步. 其最新的KX-6000 16nm，8核，3Ghz CPU已经可以与2017年的Intel i5相提并论，足以使中国在低端市场中保持独立. 兆芯还计划在2020年推出7nm CPU.

RISC-V

作者认为，基于开放指令集的RISC-V是中国在CPU方面相对自力更生的最佳选择. 尽管当前的生态系统并不十分完善，但随着中国努力减少对美国出口法规的依赖，其生态系统将继续发展并在越来越多的应用中得到证明.

尽管有许多公司致力于基于RISC-V的SoC，MCU和CPU，但阿里巴巴在其新子公司平头格宣布基于RISC-V的C910处理器和RISC-V汉光800时占据了头条新闻AI处理器. C910 CPU和汉光NPU帮助阿里巴巴改善其云服务中的AI功能，使其不再依赖Nvidia等外国芯片供应商，而是通过潜在地出售其CPU或将其核心IP许可给第三方来提供它收入来源.

结论

中国正处于低端和中端CPU独立性的道路上，但是要实现高性能计算领域的独立性还需要几年的时间，但我们相信这是可以实现的.

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