這9大國(guó)產(chǎn)芯片企業(yè)能撐起中國(guó)芯的明天嗎

小編語(yǔ)：此文給小編也科普了一下，看到國(guó)產(chǎn)還有這么多 CPU 廠商，都看下來(lái)似乎多是“人歌都不紅”的狀態(tài)，部分廠商只在特定應(yīng)用以及具有政府依賴性質(zhì)的市場(chǎng)上維持生存，談不上真正的商用，這樣一比較，似乎確實(shí)只有海思還比較爭(zhēng)氣了，正如《中國(guó)芯陣營(yíng)大考：龍芯落后，海思竟是最大贏家》此文標(biāo)題所寫……

 一直以來(lái)缺“芯”少“魂”是中國(guó)計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)的心病，除國(guó)防軍工和信息安全領(lǐng)域使用龍芯、申威、飛騰等國(guó)產(chǎn) CPU 之外，民用市場(chǎng)上的國(guó)產(chǎn)計(jì)算機(jī)基本沒(méi)有“中國(guó)芯”，中國(guó)每年需要進(jìn)口的芯片的資金已經(jīng)超過(guò)每年進(jìn)口的石油總價(jià)，高達(dá) 2000 多億美元。

近年來(lái)，國(guó)家對(duì)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展高度重視，成立了擁有 1200 億元人民幣的集成電路大基金扶持產(chǎn)業(yè)發(fā)展，先后與 IBM、VIA 合資 / 合作成立兆芯、宏芯，并大力扶持展訊、海思、聯(lián)芯、新岸線等 ARM 陣營(yíng) IC 設(shè)計(jì)公司茁壯成長(zhǎng)，那么各家在 2015 年各取得哪些技術(shù)成果？或者說(shuō) 2015 年國(guó)產(chǎn)芯片哪家強(qiáng)？
 

龍芯

龍芯在 2015 年對(duì)龍芯可謂是豐收年，于年中發(fā)布的 GS464E 可謂里程碑式的突破，在 SPEC2000 測(cè)試中，整數(shù)和浮點(diǎn)性能成倍提升——SPEC2000 GCC4.8 編譯器跑分為：整數(shù) 764/G、浮點(diǎn) 1120/G，使用 LCC 編譯器跑分為：整數(shù) 828/G、浮點(diǎn) 1578/G。特別是其浮點(diǎn)性能已經(jīng)接近了 Intel IVY。3A2000 也得益于新微結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)相較于 3A1000 性能提升 1 倍，不僅一掃 3A1000 和 3B1000 時(shí)代的憋屈。
 

從表中可以看出，龍芯和 Intel，最大的差距在主頻上。其次才是制程和微結(jié)構(gòu)的差距。

龍芯正在流片的 3A3000，針對(duì) GS464E 的瓶頸做了改進(jìn)，將定點(diǎn)發(fā)射隊(duì)列從 16 項(xiàng)提升到 32 項(xiàng)，將浮點(diǎn)發(fā)射隊(duì)列從 24 項(xiàng)提升到 32 項(xiàng)，并提升了緩存和主頻。期待 3A3000 流片歸來(lái)后的表現(xiàn)。

申威

因?yàn)槟承┰蛏晖冀K帶著神秘色彩，而且公開資料也非常少，即便了解到情況也怯于下筆。

2015 年申威的超算芯片性能達(dá)到 Intel 第一代至強(qiáng) PHI 計(jì)算卡的水平，而且有著更好的性能功耗比，在設(shè)計(jì)理念上也更先進(jìn)，并被用于采用純自主技術(shù)的 100P 超算。

筆者曾認(rèn)為申威專注于超算芯片，放棄了桌面芯片的進(jìn)一步研發(fā)，但事實(shí)證明筆者低估了申威的技術(shù)實(shí)力，在完成超算芯片研發(fā)的同時(shí)，申威還發(fā)布了新一代桌面芯片，該芯片采用中芯國(guó)際 40nm 制程，主頻 1.6G，功耗 40-50W，根據(jù) SPEC2000 測(cè)試，整數(shù)超過(guò) 1000 分（@1.6G 主頻）。
 

目前，申威也積極進(jìn)軍黨政軍安全 PC 市場(chǎng)，并對(duì)龍芯、飛騰、兆芯等做安全市場(chǎng)的 IC 設(shè)計(jì)公司造成沖擊。目前申威桌面芯片的性能基本滿足黨政軍辦公需求，真正的短板在軟件支持上。

此外，在服務(wù)器芯片方面，申威也正在積極開發(fā)一款 16 核服務(wù)器芯片。

飛騰

飛騰后仿制過(guò)德州儀器的 DSP，做過(guò) Intel 的安騰，仿制過(guò)流處理器，仿制過(guò) UltraSPARCT2，先后更換 IA-64、SPARC、ARM 三個(gè)指令集，將合作單位折磨的痛不欲生。

在飛騰購(gòu)買 ARM 指令集授權(quán)后，飛騰于 2015 年發(fā)布了自主設(shè)計(jì)的微結(jié)構(gòu)和 CPU。

2015 年，飛騰（ARM）有“火星”和“地球”2 款產(chǎn)品。“地球”是一款 4 核 CPU，微結(jié)構(gòu)是國(guó)防科大自主研發(fā)的“小米”，是一款桌面 CPU。“火星”的微結(jié)構(gòu)也是“小米”，“火星”擁有 64 核心，主頻達(dá) 2G，制程工藝 28nm，功耗 120W。雖然“火星”單核性能較弱，但依靠核心數(shù)量?jī)?yōu)勢(shì)，在 Spec 2006 的模擬器測(cè)試中，多核整數(shù)分?jǐn)?shù)達(dá) 672，浮點(diǎn)分?jǐn)?shù) 585，足以和 Xeon E5－2699v3 相媲美（Xeon E5－2699v3 整數(shù)、浮點(diǎn)成績(jī)分別是 680 和 460）。

誠(chéng)然，目前的“小米”還無(wú)法與 Intel 的 ivy、haswel 相比，但在 ARM 陣營(yíng)中，根據(jù)模擬器測(cè)試成績(jī)，單核性能是強(qiáng)于 ARM Cortex A57 的（筆者認(rèn)為 SPEC2006 整數(shù) 9.6/G 是開 auto parallel 的結(jié)果，關(guān) autoparallel，使用 GCC，將來(lái)實(shí)測(cè)有 7/G 就是勝利）。

目前，“火星”和“地球”都在流片中，估計(jì) 2016 年年中會(huì)有好消息。

君正

君正在 2015 年和三星合作，使君正產(chǎn)品能夠獲得三星正在推廣的 Tizen 系統(tǒng)的支持。并推出了針對(duì)智能穿戴芯片市場(chǎng)和物聯(lián)網(wǎng)芯片市場(chǎng)的 M200 和 X1000。這兩塊芯片最大的優(yōu)勢(shì)就是在性能夠用的前提下，非常廉價(jià)且功耗很低。君正打算將 X1000 賣到 15-20 元，搭載 X1000 的開源開發(fā)板可以賣到 100 左右。極低的價(jià)格再加上芯片本身又集成了 RAM，外圍電路相對(duì)簡(jiǎn)單，X1000 甚至可以跨界充當(dāng)“超級(jí)單片機(jī)”。

由于嵌入式芯片在軟件方面也是底層+OS+應(yīng)用軟件，底層+OS 往往由芯片供應(yīng)商解決，而應(yīng)用軟件一般按需求定制。這導(dǎo)致在智能可穿戴市場(chǎng)，相當(dāng)一部分可穿戴產(chǎn)品和應(yīng)用軟件具有專用性，軟件生態(tài)鏈相對(duì)較短，加上應(yīng)用需求的多樣化，導(dǎo)致不能用一套通用方案來(lái)滿足所有人的要求，所以在這個(gè)領(lǐng)域沒(méi)有某個(gè)廠商可以實(shí)現(xiàn)壟斷。

因此，在智能穿戴市場(chǎng)未必會(huì)出現(xiàn) PC 和手機(jī)市場(chǎng)那樣贏著通吃的情況，而這就給君正一個(gè)機(jī)會(huì)，比如某個(gè)正在做 WIFI 音響的創(chuàng)客團(tuán)隊(duì)，就因飛思卡爾前段時(shí)間漲價(jià) 30%，而選擇了廉價(jià)的 X1000 芯片，并訂購(gòu)了 1 萬(wàn)片做測(cè)試。

智能穿戴芯片和物聯(lián)網(wǎng)芯片對(duì)性能要求不高，君正的產(chǎn)品完全滿足性能要求，而 Intel 的愛迪生雖然性能強(qiáng)悍，但頗有大炮打蚊子的嫌疑。ARM 陣營(yíng) IC 設(shè)計(jì)公司受制于相對(duì)較高的授權(quán)費(fèi)，在芯片產(chǎn)量較小的情況下，并不具備價(jià)格上的競(jìng)爭(zhēng)力。

因?yàn)閷?duì)性能要求較高的應(yīng)用場(chǎng)景相對(duì)較少，大部分應(yīng)用場(chǎng)景更關(guān)注低功耗、廉價(jià)、尺寸等因素，所以智能穿戴芯片和物聯(lián)網(wǎng)芯片市場(chǎng)真正的競(jìng)爭(zhēng)力不是性能，而是功耗、廉價(jià)和軟件支持。因此，就不比較性能了。

宏芯

由于引進(jìn)技術(shù)中，往往有這樣一個(gè)過(guò)程，先貼牌，后仿制，再修改原始設(shè)計(jì)，最后在將引進(jìn)的技術(shù)融會(huì)貫通后自主創(chuàng)新。因此，宏芯 2015 年發(fā)布的 CP1，其實(shí)就是 IBM 的 Power8 的馬甲。根據(jù)宏芯公布的 PPT，要走完貼牌、仿制、修改、自主創(chuàng)新這個(gè)過(guò)程基本要到 2018—2019 年的 CP3。祝宏芯能用 5 年時(shí)間實(shí)現(xiàn)技術(shù)的消化吸收和推陳出新。

兆芯

2013 年，上海市國(guó)資委下屬的上海聯(lián)投和中國(guó)臺(tái)灣 VIA 合資兆芯，上海聯(lián)投注資 12 億元人民幣，還承接了核高基 1 號(hào)專項(xiàng)，獲得了不少于 70 億的項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)。

兆芯的產(chǎn)品線很長(zhǎng)，根據(jù)兆芯官網(wǎng)的資料，有智能機(jī)頂盒解決方案、智能手機(jī)解決方案、臺(tái)式機(jī)解決方案、筆記本解決方案。其中智能機(jī)頂盒解決方案、智能手機(jī)解決方案的 CPU 核購(gòu)買自 ARM，GPU 用的是購(gòu)買自 S3 的技術(shù)，到底是買 S3 的技術(shù)授權(quán)，還是購(gòu)買全套技術(shù)資料，因具體交易細(xì)節(jié)尚未披露也就不得而知了。如果是購(gòu)買了 S3 全部知識(shí)產(chǎn)權(quán)，并可以此為平臺(tái)開發(fā)自己的產(chǎn)品，那么兆芯（GPU）將會(huì)是景嘉微電子的強(qiáng)力競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。

兆芯的臺(tái)式機(jī)和筆記本解決方案所用的 X86 芯片，但存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)瑕疵——VIA 的 X86 授權(quán)源自收購(gòu) Cyrix，但在 Intel 收緊 X86 授權(quán)后，VIA 遭受 Intel 專利大棒暴擊，使 VIA 的橋片銷聲匿跡。在英特爾與美國(guó)聯(lián)邦貿(mào)易委員會(huì)（FTC）達(dá)成協(xié)議后，英特爾需向 VIA 提供 x86 授權(quán)協(xié)議延長(zhǎng)至 2018 年 4 月。

目前，兆芯有 ZX-A 和 ZX-C 兩款 X86 芯片，ZX-A 是 VIA Nano 的馬甲。

2015 年兆芯發(fā)布的 ZX-C 其實(shí)就是當(dāng)年 VIA 做到一半，后被放棄掉的四核 CPU，VIA/ 兆芯在拿到核高基的經(jīng)費(fèi)后，將當(dāng)年的半成品做成成品。ZX-A 和 ZX-C 使用同樣的微結(jié)構(gòu)，差距僅限于雙核變四核，主頻提升到 2G，40nm 變 28nm。
 

從表中可以看出來(lái)，雖然 ZX-C 有 2G 主頻，但是因?yàn)槲⒔Y(jié)構(gòu)性能有限，整體性能并不強(qiáng)。

海思麒麟、展訊、聯(lián)芯

由于都是購(gòu)買 ARM IP 核授權(quán)就索性一起說(shuō)了。

2015 年海思和展訊在商業(yè)上都實(shí)現(xiàn)巨大成功——根據(jù) IC Insights 發(fā)布 2015 年全球前十大 IC 設(shè)計(jì)商排行與整體銷售排名，海思和展訊雙雙擠入前 10。麒麟 950 非常高的概率成為 2015 年能在市場(chǎng)上買到的安卓最強(qiáng)芯。而展訊在被紫光收購(gòu)后，也成為不差錢的主，員工數(shù)量迅速擴(kuò)充到 4000 余人，在擁有雄厚的資金后，和以廉價(jià)著稱的聯(lián)發(fā)科大打價(jià)格戰(zhàn)，大幅侵蝕 3G 手機(jī)芯片市場(chǎng)，并將聯(lián)發(fā)科打的丟盔棄甲，股價(jià)慘遭腰斬。

而聯(lián)芯則借小米的東風(fēng)，將 LC1860 推向市場(chǎng)，雖然無(wú)法和海思和展訊相比，但畢竟是一個(gè)好的開始。

不過(guò)在海思麒麟、展訊、聯(lián)芯在商業(yè)市場(chǎng)取得成功的同時(shí)，也要注意到，這三家公司賣出的手機(jī)芯片沒(méi)有一片是自主設(shè)計(jì)的微結(jié)構(gòu)。三家公司都是購(gòu)買 ARM 的 CPU 核、GPU 核以及各種接口 IP 核，通過(guò)一定的流程，集成（高級(jí)組裝）SOC。雖然通過(guò)購(gòu)買國(guó)外技術(shù)大幅降低了技術(shù)門檻，縮短了研發(fā)周期，但整個(gè)過(guò)程根本不涉及最核心的微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。因此，在芯片的性能、功耗、安全性、利潤(rùn)分配方面缺乏話語(yǔ)權(quán)，在完全依附于 AA 體系后，在發(fā)展路線和安全可控方面完全受制于 ARM 和谷歌。
 

（因 A72 比 A53 強(qiáng)很多，麒麟 950 在表格中只列 A72）

由于都是購(gòu)買 ARM IP 核授權(quán)，產(chǎn)品高度同質(zhì)化，性能差距的根源在于 ARM 不同微結(jié)構(gòu)的性能差距，因此，麒麟 950 在性能上大幅領(lǐng)先 SC9830A、LC1860。

因?yàn)榇钶d三星獵戶座 8890 和高通驍龍 820 的手機(jī)還無(wú)法在市場(chǎng)上買到，加上筆者對(duì) GK 跑分不感冒，所以就比較已經(jīng)在市場(chǎng)上可以買到的獵戶座 7420 和麒麟 950。麒麟 950（4A53+4A72）和三星獵戶座 7420（4A53+4A57）比較的話，由于主頻相差不大，就看 A72 和 A57 孰強(qiáng)孰弱了。

根據(jù)華為公布的 SPEC2006 測(cè)試，A57 整數(shù)得分為 6，A72 整數(shù)得分為 6.7，因此，在 CPU 方面麒麟 950 也強(qiáng)于三星獵戶座 7420；GPU 方面麒麟 950 是 ARM 的 Mali T880MP4，獵戶座 7420 是 Mali T760MP8，根據(jù) ARM 的資料，兩者性能相當(dāng)。

結(jié)語(yǔ)

在 2015 年的國(guó)產(chǎn)手機(jī)芯片中，麒麟在性能上 950 力壓群雄，一枝獨(dú)秀。

在 2015 年的國(guó)產(chǎn)桌面芯片中，從微結(jié)構(gòu)上看龍芯最佳，申威次之，兆芯再次之，而且 GS464E 和已 Intel 的 Nehalem 性能差距甚微，3A2000 和 I3 550 的差距主要在主頻上。從主頻上看，ZX-C 最高，申威四核次之，龍芯 3A2000 主頻最低。因此，2015 年的三款國(guó)產(chǎn)桌面 CPU 總體性能差距不大。

據(jù)筆者了解，2016 年 VIA 很可能拿不出 Intel Nehalem、龍芯 GS464E 和 AMD Steamroller 一個(gè)等級(jí)的微結(jié)構(gòu)，而申威在完成四核桌面芯片后，主要精力放在 16 核服務(wù)器芯片上，加上 IC 設(shè)計(jì)漫長(zhǎng)的研發(fā)周期，因而筆者認(rèn)為，2016 年國(guó)產(chǎn)桌面芯片的最強(qiáng)者將從正在流片的“地球”和龍芯 3A3000 中產(chǎn)生。