2023年11月26日发(作者：电脑没声音一键恢复)

3分钟了解国产CPU最新现状！

目前，主要的CPU架构有四种：ARM、X86、MIPS、Power。 其中

ARM/MIPS/Power均是基于精简指令集机器处理器的架构；X86则是基

于复杂指令集的架构，Atom是x86或者是x86指令集的精简版。 精简

指令集，是计算机中央处理器的一种设计模式，也被称为

RISC(Reduced Instruction Set Computing的缩写)。特点是所有指令

的格式都是一致的，所有指令的指令周期也是相同的，并且采用流水

线技术。 复杂指令集，英文名是CISC（Complex Instruction Set

Computer的缩写）。它是英特尔生产的x86系列（也就是IA-32架构）

CPU及其兼容CPU，如AMD、VIA的。即使是现在新起的X86-64（也被

称为AMD64）都是属于CISC的范畴。 ARM、X86、MIPS和Power简介

ARM ARM架构过去称作进阶精简指令集机器

（Advanced RISC Machine，更早称作：Acorn RISC Machine），是

一个32位精简指令集（RISC）处理器架构，其广泛地使用在许多嵌入

式系统设计。由于节能的特点，ARM处理器非常适用于移动通讯领域，

符合其主要设计目标为低耗电的特性。 x86 xx86或80x86是Intel

首先开发制造的一种微处理器体系结构的泛称。x86架构是重要地可变

指令长度的CISC（复杂指令集电脑，Complex Instruction Set

Computer）。 MIPS MIPS，是一种采取精简指令集（RISC）的处理器

架构，1981年出现，由MIPS科技公司开发并授权，广泛被使用在许多

电子产品、网络设备、个人娱乐装置与商业装置上。最早的MIPS架构

是32位，最新的版本已经变成64位。不过MIPS目前已经不是市场主

流。 Power POWER是1991年，Apple、IBM、Motorola组成的AIM联

盟所发展出的微处理器架构。PowerPC是整个AIM平台的一部分，并且

是到目前为止唯一的一部分。Power架构目前也不是市场主流了，发展

前景并不被看好。 国产处理器厂家有哪些 目前，在移动芯片领域，

ARM架构的芯片占据了90%以上的市场份额，在服务器CPU市场上，英

特尔X86处理器占据超过90%市场份额。MIPS和Power虽然已经不是

主流，却也有不少厂家在使用。 首先来看ARM处理器，ARM架构是公

开授权的。ARM自身并不生产芯片，只转让芯片设计许可。ARM的授权

分为3种，分别是架构授权、内核授权和使用授权。 架构授权：是指

企业购买了架构级的ARM处理器设计和制造许可。企业获得架构授权

之后，可以从整个架构和指令集方面入手，对ARM架构进行大幅度改

造，甚至可以对ARM指令集进行扩展或缩减，以便达到更高性能、更

低功耗或更低成本等不同目的。 内核授权：内核授权则是指用户可以

将其所购买的ARM核心应用到其自行设计的芯片中。但用户不得对其

购买的ARM核心本身进行修改。 使用授权：拥有使用授权的用户只能

购买已经封装好的ARM处理器核心，而如果想要实现更多功能和特性，

则只能通过增加封装之外的DSP核心的形式来实现。 移动芯片领域：

华为、展讯、小米 华为 华为在2013年购买了ARM的架构授权，也就

是说华为可以对ARM原有架构进行改造和对指令集进行扩展或者缩减。

从2013年到现在，海思麒麟处理器已经从910更新到980，并且一直

在升级。 有消息称麒麟980处理器将在8月31日与华为Mate 20新

机同时发布。麒麟980拥有8 核心，4个A77大核，4个A55小核心，

采用台积电7nm制成工艺。来自极果曝光的华为Mate 20跑分显示，

麒麟980处理器跑分超过了35W分，超过骁龙845处理器5W左右。

展讯 展讯处理器也有部分采用ARM架构，展讯通信是中国领先的 2G、

3G 和 4G 无线通信终端的核心芯片供应商之一，成立于2001年，于

2013年12月23日被紫光集团收购，2016年与锐迪科整合成为紫光展

锐。 展讯的处理器芯片主要面向中低端，其中一款SC9832集成四核

ARM Cortex-A7处理器，该方案已经被中国移动、酷派、360、

Micromax、Condor等众多国内外智能手机品牌采用。 小米 2017年2

月，小米公布了史上研发周期最长的一款产品，自主芯片澎湃S1，引

起业界一片喧嚣。因为作为手机厂商，自主研发处理器芯片，当时世

界上也只有苹果和华为两家。 据当时报道，这款SoC的CPU部分为四

核1.4G主频的Cortex A53和四核2.2G主频的Cortex A53，与海思麒

麟650（4核2.0GHz A53+4核1.7GHz A53）、高通骁龙616（4核

1.7GHz A53+4核1.2GHz A53）、高通骁龙625（8核2.0Ghz A53）属

于同一个档次。 搭载澎湃S1的手机是小米5C，当时的消息是说，小

米的C系列后续机型都会搭载自家的松果处理器，然而澎湃S2却迟迟

未见发布，据内部消息透露，以小米高性价比的利润，根本就无法承

担澎湃S2的研发费用，以后不会有澎湃S2，小米6C也不会再出现。

服务器芯片领域：阿里、华芯通、飞腾 阿里 2016年12月，ARM与阿

里在数据中心业务展开合作，阿里巴巴宣布将在自身数据中心的服务

器上大量采用ARM设计的低功耗CPU，逐步替换Intel产品。 消息称，

阿里巴巴自主运营着支撑巨大电商业务的数据中心，同时还在中美等

国提供名为“阿里云”的云服务。伴随需求增加，阿里巴巴将在各地

增设数据中心。同时，因设备类耗电量正在迅速增大，该公司将逐步

把英特尔CPU改为ARM产品，以提高用电效率。 华芯通 华芯通半导

体由贵州省政府与美国高通于2016年创立。2018年5月27日，华芯

通半导体正式发布其ARM架构服务器芯片品牌-昇龙（StarDragon）。

昇龙处理器是华芯通第一代服务器芯片产品，它是兼容ARMv8架构的

48核处理器芯片，采用目前国际上先进的10纳米工艺，在性能上媲美

国际市场中高端服务器主流芯片产品水平。 飞腾 2014年10月，飞腾

第一款兼容ARM指令集的CPU——FT-1500A面世，成为国产CPU的代

表之作。随后，飞腾又在2016年推出了FT-2000（代号为“火星”），

并在2017年流片了优化升级的FT-2000+芯片，后者是飞腾目前最顶尖

也是性价比最高的芯片产品，其实测性能达到了2014年Intel志强E5

主流服务器芯片的水平。 然而日前，有报道称国内国内自主芯片领军

厂商飞腾存在芯片造假，引起行业人士的关注。8月3日，天津飞腾就

此事召开新闻发布会回应称，天津飞腾的CPU产品基于ARM技术架构

研发，但包括CPU计算模块(内核)在内的代码部分均为公司历时多年

自主研发完成。 面对芯片造假传闻，飞腾公司总经理谷虹回应道，

“我们从未向ARM购买包括Cortex A57在内的任何CPU产品，更不可

能将没有购买过的产品打上所谓标签推向市场。” 再看MIPS处理器，

国内有龙芯、北京君正就是采用的MIPS架构。 龙芯 龙芯是中国科学

院计算所主导研发的通用CPU，主要产品有龙芯1号、龙芯2号和龙芯

3号。龙芯1号的频率为266MHz，最早在2002年开始使用。龙芯2号

的频率最高为1GHz。龙芯3A是首款国产商用4核处理器，其工作频率

为900MHz～1GHz。龙芯3A的峰值计算能力达到16GFLOPS。龙芯3B是

首款国产商用8核处理器，主频达到1GHz，支持向量运算加速，峰值

计算能力达到128GFLOPS，具有很高的性能功耗比。 目前，龙芯1号

处理器已经随北斗卫星上天，并且已经有十多颗北斗卫星使用了龙芯

1E和龙芯1F作为主控芯片。1号芯片的抗辐照能力可以与现在使用的

国外芯片一较高下，价格和性能都要优于国外芯片。 龙芯2号芯片

2K1000处理器在国产高性能芯片中的价格是最低的，和同性能TI芯片

的开发板价格接近。2K1000处理器已经在石油、轨道交通、电力等领

域有了应用，性能与国外芯片相当。 龙芯3A处理器采用的是RISC架

构，兼容MIPS指令,原生四核设计，内含两条HT PHY超传输总线，采

用65nm（纳米）工艺，主频1GHz，晶体管数目4.25亿个， 单颗龙芯

3A的最大功耗为15W，一台刀片服务器功耗也仅为110W（两颗龙芯3A

处理器,16GB内存,1块250GB硬盘,两块1000Mbps网卡等），理论峰

值为16Gflops，每颗CPU单瓦特能效比1.06Gflops/W，是目前X86

CPU的2倍以上，达到了世界先进水平。 北京君正 成立于2005年，

致力于在中国研制自主创新CPU技术和产品，目前已发展成为一家国

内外领先的嵌入式CPU芯片及解决方案提供商。 有人认为，北京君正

在人工智能CPU上很出色。北京君正既可以自己开发一套人工智能指

令集，也可以单独开发一个人工智能加速单元。而且这些都可以直接

嵌入cpu的底层，也就是cpu的人工智能指令集，和北京君正早期开

发的simd同理。这和寒武纪只是外围的指令集，而非cpu指令集，其

中的差距是很大的。也就是说北京君正的AI cpu 从速度和功耗肯定比

寒武纪要好。 有人认为，北京君正基于MIPS架构的芯片，在同等工

艺上，功耗比ARM有优势，但兼容性很差。在移动操作系统已经被安

卓和ios彻底统一的现在，尤其是安卓，90%以上的安卓设备都是ARM

的。但是ARM指令集和MIPS并不兼容，所以市面上大部分为ARM优化

的程序不能在君正的MIPS处理器上直接运行。君正要想在市场上生存，

必须要把ARM纳入视野。 在Power处理器上，中晟宏芯于2014年获

得了Power 8架构的授权，然而目前Power架构目前已经不是主流市

场。 中晟宏芯 该公司从2013年末成立以来也是问题重重，不间断

的进行股权更换，甚至在2016年闹出欠薪风波，总体来说，在国产芯

片的发展上，基本没有看到显眼的成绩。 申威处理器 在国产处理器

发展过程中，江南所的申威处理器也很值得一提，申威处理器使用的

是Alpha指令，主要用于超算处理器中，国内最强的超算神威·太湖

之光就使用了申威的处理器。 文中第一部分并未提到Alpha架构，

Alpha也不是主流架构。资料显示，Alpha架构于1992年2月25日，

在东京召开的一次会议上面被正式推介。Alpha处理器最早由DEC公司

设计制造，在Compaq（康柏）公司收购DEC之后，Alpha处理器继续

得到发展，并且应用于许多高档的Compaq服务器上。 最后重点介绍

X86处理器，事实上真正做到高性能且通用的处理器只有X86。 上海

兆芯 上海兆芯的X86处理器在VIA X86处理器上改进，VIA是可授权

X86的三家公司之一，另外两家分别是英特尔和AMD。目前可授权X86

的企业有英特尔、AMD、VIA。 上海兆芯最新的KX-5000架构做到了8

核架构，性能与英特尔的Core i3-6100处理器接近，进步也是非常明

显。 海光（Hygon） 2018年7月，中国国产Dhyana X86处理器开始

启动生产，引起业界高度关注，这预示着国产处理器芯片又进一步。

北京时间7月9日，由海光（Hygon）负责制造的中国国产Dhyana（禅

定）x86处理器开始启动生产。早在2016年AMD与中国海光集团达成

的合作协议，AMD将高性能X86架构授权给中国公司，授权费是2.93

亿美元，而Dhyana处理器就是双方合作的产物，主要针对服务器市场。

此次授权对于国内芯片产业发展，收益是有的，不过也存在很多问题。

从收益层面来看，海光生产出了X86 CPU，该款处理器性能还相当高。

但是如果要站在是否掌握X86 CPU关键技术层面来看，还是有一定差

距。 因为产品从设计到成品需要经历很多环节，而很多环节中方并没

有参与。当时AMD与天津海光达成协议，设立合资公司开发X86芯片

的时候，同时与海光成立了两个公司，一个叫做成都海光微电子

（HMC），一个叫做和成都海光集成电路设计有限公司（Hygon）。其

中 AMD持有HMC 51％股份和Hygon 30％的股份。 其中，HMC享有IP

所有权，然后授权给Hygon进行芯片的设计，而Hygon设计出芯片之

后再交由HMC进行生产。HMC找代工厂生产之后，再交由Hygon来销售，

也就是说这中间很多环节中方根本没参与。 总结：国产CPU的发展，

一直是业界人士关注的重点，无论是移动领域还是服务器领域，都是

从无到有，从有到优逐渐在发展，只是未来还有很远的路要走。 科

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