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TUhjnbcbe - 2023/10/15 16:51:00

机器之心报道

编辑:泽南

国产CPU群雄逐鹿的局面正在结束。#年八大行业迎来换机潮##年ARM架构处理器将占据30%的PC市场#

年3月,24家研究软硬件关键技术和应用的国内单位,共同发起成立了一个非营利性社会组织「信息技术应用创新工作委员会」,一个新的名词「信创」由此出现在人们眼前。

随着时间的推移,全国各地相继成立了大量信创产业联盟,催生了庞大的信息技术应用创新产业。甚至在A股中,也出现了一个专门的信创板块。

在中美贸易摩擦,面临百年未有变局的今天,信创概念越来越被人们频繁提及,大多数人都听说过它另一个更通俗的称呼:解决核心技术「卡脖子」问题。

解决最关键的问题

信创的核心在于构建信息技术软硬件底层架构和全周期的生态体系,本质是实现自主可控,目的在于让关键部门用上安全可信的技术产品。

由于历史原因,我国在信息技术领域长期处于跟随地位。国际IT巨头占据大量市场份额,制定了科技行业的底层技术标准,并控制着大部分信息产业生态。随着国内企业在产业链位置的不断爬升,在基础软硬件领域,国内厂商正在实现从无到有,从可用到好用的发展,研发实力逐渐强大。

如今在国际环境变化的背景下,信创正在加速向行业的深水区迈进。

信创产业体系全景图。资料来源:众诚智库,.01

在国内,最常被提及的「卡脖子」技术就是芯片,中央处理器(CPU)对于计算机的算力至关重要,它是支撑IT系统运作的发动机,覆盖从服务器到移动终端等不同设备。在不同的场景下,人们对CPU的各类性能指标提出了严苛的需求,覆盖数据处理能力、可靠性、功耗等等。

我国是全球最大的芯片消费国,至年间,中国集成电路行业市场规模由亿元增长至亿元,年均增长率为19.38%。但相对而言,芯片行业发展却显得较为落后。

在全球视角下,芯片产业的竞争也是产业链的综合实力的竞争。不同于其他产业,IT基础设施存在显著的「木桶效应」,在硬件-软件-服务的完整链条中,任何位置国产化能力的缺失都将影响自主体系发展。

群雄并起的局面

随着需求的推动,国内芯片行业正在经历大发展。自年算起,我国芯片半导体赛道披露的融资总金额已超万亿元人民币。但在架构的选择上,国产芯片厂商出现了路径的不统一,覆盖了三大技术路线:X86、Arm和自研指令集。

其中,海光和兆芯选择了最主流架构X86,它是当前大多数服务器和计算机CPU使用的架构,其芯片性能强大,也因为大规模应用获得了良好的兼容性。然而众所周知,X86来自于行业巨头英特尔,国内厂商仅有IP内核级使用授权,完全自主可控难度大。

龙芯、申威等公司则选择构建自研指令集。目前来看,这一方向的产品用户数量一直较少,仍未出现规模可用的生态。

相比之下,华为和飞腾等厂商选择走Arm架构的技术路线,这或许是当前国产芯片突围最好的选择。

Arm架构CPU始于低功耗、计算量小的移动端场景,在移动端、IoT等领域占据着压倒性的市场及技术优势,随着人工智能等技术的发展,数据价值提升了边缘计算的重要性,端边云协同发展、架构统一为趋势,为Arm架构朝云端、PC端生态发展带来机会。从硬件层面来看,Arm的可扩展性能让产品线实现统一。从软件层面看,基于Arm的共同架构可以方便开发者面向整个生态进行开发。

而对于信创而言,使用Arm架构也可以做到自主可控:Arm公司是一家知识产权(IP)供应商,通过转让设计方案的方式由合作伙伴生产出各自的定制化芯片。其中某一版本的架构层级授权通常是永久性的。对于信创来说,已获得的Arm授权设计可以持续改进,保持先进性,同时满足自主可控的需求。

有人把这三种路线的选择比喻成写论文:X86的IP内核授权模式受制于人,就像论文核心部分永远在引用别人的旧结论;自研指令集如同从零开始开拓一个新领域,在芯片行业已经历多年发展的现在难度很大;而经由Arm永久授权的基础进行研发,相当于在一个正在发展的领域上添砖加瓦,是可以深度改进,并持续研发的技术路线。

Arm架构的兴起

在PC和服务器端,X86一直占据主流,但在全球范围内,Arm是最流行的芯片架构。

仅在年,Arm就报告全球生产了亿片Arm架构芯片,而X86架构芯片每年的产量大约在3.5-3.6亿。Arm芯片几乎垄断了移动端市场,市场占比超过90%,由此催生的大量应用带动了服务器和PC端的Arm市场。

图片来源:Arm

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