国产CPU六大龙头，谁能与国际厂商抗衡？

01.

华为鲲鹏：垂直生态的引领者，

国产服务器CPU黑马

华为自研芯片共有五类，包括鲲鹏系列服务器芯片、麒麟系列手机SoC芯片、升腾系列人工智能芯片、天罡系列5G基站芯片、巴龙系列5G芯片。终端芯片等，还有凌霄芯片、NB-IoT芯片。 、视频编解码芯片和SSD控制芯片等一系列专用芯片。

▲华为芯片全景

其中，鲲鹏处理器基于Armv8指令集永久授权，自主研发设计处理器内核，兼容全球Arm生态系统。 基于鲲鹏处理器，华为打造了具有“计算、存储、传输、管理、智能”五个子系统的芯片家族，实现全场景处理器布局。 目前，其鲲鹏芯片家族正沿着“量产、研发、规划”的战略不断升级产品。

2023年，华为发布鲲鹏920处理器。 该芯片支持Armv8.2指令集，是业界首款7nm数据中心Arm处理器。 鲲鹏920是华为自主研发的。 它采用多次启动、乱序执行、优化分支预测等多种方法来提高单核性能。

鲲鹏920拥有64个核心，集成8通道DDR4，可提供多种接口。 主频可达2.6GHz，内存总带宽可达1.5Tb/s。 它支持 PCIe 4.0 和 CCIX 接口以及总带宽。 华为缓存一致性总线（HCCS）的片间互连最多支持4个鲲鹏920互连，以及最多256个物理核心的NUMA架构，保证鲲鹏920超级算力的高效输出。

▲鲲鹏920处理器主要特性

此外，鲲鹏920还在子系统上进行了大量的优化，采用了目前典型的三级缓存架构，并对缓存大小和延迟进行了优化。

在非x86芯片中，鲲鹏920芯片在计算能力方面领先，已经达到了可以与x86芯片相媲美的性能。 参考鲲鹏920在不同核心下与竞品芯片的对比，当其拥有48核时，与英特尔旗舰服务器芯片至强8180（28核、2.5GHz主频）持平，功耗低20%； 64核时，比Intel Xeon 8180提升约33%。

▲鲲鹏920 2006横向对比

华为还正在建设开源社区，高效推动处理器的深度优化。 开源社区以Linux、GNU等为上游社区，定期同步上游社区的创新成果，对鲲鹏处理器进行深度优化，提供完整的OS开发环境和上下游生态验证环境，赋能开发者与用户高效进行需求适配、生态集成和测试认证。

▲开源社区

鲲鹏计算产业生态不断拓展。 鲲鹏计算产业是基于鲲鹏处理器的全栈IT基础设施、行业应用和服务，包括PC、服务器、存储、操作系统、中间件、虚拟化、数据库、云服务、行业应用和咨询管理服务。

▲首批鲲鹏计算产业厂商

这条路线是华为提出的六大数字技术生态系统之一。 除了鲲鹏之外，还包括升腾、HMS、鸿蒙、华为云、MDC（智能驾驶计算平台）等。 其中，鲲鹏瞄准政企市场，与地方政府及合作伙伴共同构建鲲鹏产业生态，构建具有国际竞争力的通用计算技术路线。

华为鲲鹏得到了地方政府的大力支持。 2023年4月，成都市发布《关于加快鲲鹏产业培育发展工作方案的通知》，明确到2025年成都市鲲鹏产业规模将突破500亿元，成为全国领先的鲲鹏软件生态基地、鲲鹏硬件制造基地和鲲鹏应用示范基地，该案例为鲲鹏产业体系的推进提供了重要模板。

02.

飞腾：PKS生态的引领者，

党政市场占有率高

飞腾是另一家采用Arm架构的国产CPU厂商，由中国电子信息产业集团、天津滨海新区政府、天津先进技术研究院于2023年联合成立。

自2023年起，对高性能服务器CPU、高性能桌面CPU、高端嵌入式CPU三大产业线进行了全面的品牌升级。

高性能服务器CPU产品线以飞腾腾云S系列命名，高性能桌面CPU产品线以飞腾锐D系列命名，高端嵌入式CPU产品线以飞腾龙E系列命名。

▲ 飞腾腾云S2500性能显着提升

其2023年发布的腾云系列新一代可扩展多路服务器芯片腾云S2500相比FT 2000+性能大幅提升。 整机性能方面，双路服务器得分翻倍，四路服务器得分是原值的3.5倍； 在分布式数据库性能方面，双路服务器的tpmc值线性增加到原来的2倍，四路服务器的tpmc值线性增加到原来的4倍； 在云桌面支持方面，两路服务器支持70个虚拟机，是原来的2.5倍，四路服务器支持140个，是原来的5倍。

与上一代产品FT-2000/4桌面处理器芯片相比，最新的高效桌面CPU腾锐D2000的性能有了很大的提升，带宽达到18.7GB/s，得分为97.45，得分为94.62，接近原来的2倍，算力进一步提升，同时兼顾桌面终端和边缘服务器。 此外，腾瑞D2000与FT-2000/4产品引脚兼容，用户可实现原位插​​拔替换，无缝兼容现有系统。 这样的设计可以大大降低产品开发成本，同时降低整机合作伙伴的开发难度，加快开发进度。

▲腾瑞D2000与其他产品性能对比

在生态建设方面，已与国内1600多家软硬件厂商构建了完整的生态系统，并完成了6大类1000余款整机产品、2600余种软件及外设的适配； 基于桌面CPU的终端已经形成了比较完整的生态图谱，可以覆盖整机硬件、基础软件和上层应用； 基于桌面CPU的终端产品已经能够运行大量应用，基于 CPU的软件生态也在不断丰富和完善。

是PKS系统的领导者。 PKS系统最初是由 CPU（）和Kylin操作系统（Kylin）组成的“PK系统”发展而来。 PK系统依托全新硬件级安全机制，并以相关可信技术为支撑，集成“S-”立体防护安全链，升级为PKS系统，全球首个集成“可信计算”将3.0”技术融入到CPU、操作系统和存储控制器中，实现了底层架构的本质安全，成为国内首个计算机软硬件基础系统标准。

对比鲲鹏和飞腾的生态建设可以发现，鲲鹏技术路线比PKS路线具有更明显的技术和产品优势，PKS技术路线比鲲鹏技术路线具有更明显的安全优势。

▲鲲鹏计算产业与PKS技术路线对比表

鲲鹏在硬件终端、云平台、人工智能、中间件等方面具有绝对优势，但在安全性方面稍显逊色。 PKS路线的一个显着特点是“注入安全”，即“PKS”体系中的“S”，贯穿从CPU、OS底层到产品服务应用、供应链的安全全流程安全。 提供内生安全、流程安全、供应链安全的全流程服务。

03.

海光资讯：国产服务器CPU领先，

科创板半导体市值第一

海光信息成立于2023年，主要产品包括CPU和DPU（属于GPGPU）。 其营收规模和增速均位居国内CPU企业前列。

由于x86架构占据服务器CPU市场90%以上的份额，海光信息CPU兼容x86指令集，这使得其具有较高的应用兼容性和较低的迁移成本，有望受益于完整的x86生态系统。

该公司将在中科曙光和AMD两大巨头的支持下，于2023年实现首次盈利。

中科曙光是国内领先的高性能计算公司，是海光信息的第一大股东，也是海光信息的优质客户来源。 海光产品在曙光服务器中的使用比例超过30%，为海光芯片的大规模使用奠定了坚实的基础。

海光信息的x86授权来自全球第二大x86处理器供应商AMD。 2023年，AMD与海光信息共同成立大白学堂和大白学堂，授权海光微电子的x86指令集和Zen架构，AMD获得2.93亿美元的授权费。

海光集成电路购买海光微电子的IP授权，并以此为基础开发CPU。 海光集成电路和海光微电子的股权结构保证了公司避开英特尔x86授权限制，同时使海光x86 CPU成为国内公司自主研发的产品，满足国家产业政策和创新的需要。

其产品基于AMD Zen1架构，产品性能起点较高。 对比Intel 2023年发布的六款至强白金系列产品（与海光7285同时发布）（可以体现Intel 2023年发布的主流CPU产品的性能），在典型场景下，海光7285接近国际同类水平高端产品。

▲海光7285与Intel Xeon 系列产品对比

海光CPU主要面向复杂逻辑计算、多任务调度等通用处理器应用场景的需求。 兼容国际主流x86处理器架构和技术路线。 具有先进的工艺、优秀的系统架构、丰富的软硬件生态等优点，并且内置专用安全硬件，支持通用的可信计算标准，可以进行主动安全防御，最大程度避免安全漏洞和隐患，满足信息安全发展需要。

▲海光CPU主要规格及特点

针对企业计算、云计算数据中心、大数据分析、人工智能、边缘计算等众多领域，海光信息提供多种处理器，满足互联网、电信、金融、交通、能源、小微等领域的广泛应用。以及大中型企业等需要。

电信和金融是其产品应用最广泛的两个领域。 基于产品较早获得电信、金融、互联网等行业的认可，海光信息在电信运营商集中采购、入围​​金融行业的市场份额以及相关产品销售等方面快速增长。重点产业逐步壮大。

04.

兆芯：合资CPU的探路者，

掌握三大核心技术

兆信成立于2013年，是威盛台湾与上海市国资委所属大白学院的合资企业。 威盛持有20%股份，上海市国资委持有80%股份。 有子公司。

威盛与英特尔有交叉授权协议，拥有x86芯片的设计和生产权，技术授权来自威盛。 2023年10月26日，威盛以2.57亿美元将部分x86技术出售给兆芯，兆芯拥有部分x86技术产权。

目前兆芯已同时掌握中央处理器、图形处理器和芯片组三大核心技术，具备自主设计开发相关IP的能力，并已成功研发并量产多种通用型芯片。处理器产品方面，形成了PC/嵌入式处理器“开先”、服务器处理器“开胜”、IO扩展芯片/芯片组三大产品系列，产品性能不断提升，达到国际主流同等水平。

其中，兆芯开先KX-6000系列处理器是首款实现主频3.0GHz关键突破的国产通用处理器。

▲兆信产品体系及解决方案

兆芯通用处理器拥有良好的操作系统、软硬件兼容性，以及成熟的生态系统，支持构建台式机、笔记本、一体机、云终端等多种类型的桌面整机，以及服务器和存储等产品。 在嵌入式领域，兆芯相继推出基于通用处理器的工业主板、模块化计算机、工业整机、Box PC、工业级服务器、网络安全平台等。

开先KX-6000/开胜KH-30000系列处理器是业内首款全面集成CPU、GPU和芯片组的SoC单芯片国产通用处理器，为整机系统的开发提供了极大的便利，同时也更有利于成本控制。 这两个系列处理器的单芯片性能较上一代提升了50%之多，同频率下的性能功耗比是上一代的3倍。

▲兆信产品系列

横向与Intel处理器相比，8核KX产品的性能与7代4核Intel i5的整体水平仍有差距，尤其是单核性能还不到7代的一半——一代i5，但整数性能已经超越Intel i5。

▲兆芯KX-6000系列处理器横向对比

在产业链合作方面，兆信积极与产业伙伴合作，为政府、金融、教育、交通、能源、网络安全、医疗、通信等行业提供多元化的产品和解决方案，帮助客户实现应用的平滑迁移。 目前，基于兆芯新一代处理器（KX-6000/KH-30000）的已有20余款不同形态的台式机和服务器产品，30余款工业主板、工控机模块和嵌入式计算平台，30余款产品。各种网络安全平台相继推出。

05.

龙芯中科：高度自主可控，

主要CPU产品进入快速增长阶段

龙芯中科是中国科学院计算技术研究所自主研发的通用CPU。 采用独立指令系统，兼容MIPS指令。 所有IP模块均自主设计，具有片上安全机制，可靠性高。

龙芯处理器主要为32位和64位单核和多核CPU/SoC，主要面向高端嵌入式、个人电脑、服务器和高性能机器应用。

“龙芯一号”诞生于2002年8月，是我国第一颗具有自主知识产权的通用高性能微处理器芯片。 2001年以来，龙芯中科研发了1号、2号、3号三大系列处理器以及龙芯桥芯片系列，已广泛应用于政企、安防、金融、能源等应用场景。

其产品体系分为三大系列。 龙芯1系列是低功耗、低成本的专用嵌入式SoC或MCU处理器，主要根据需求定制； 龙芯2系列是低功耗通用处理器，采用单芯片SoC设计，应用场景面向工业控制和终端领域，定位可与Intel Atom系列相媲美； 龙芯3系列是高性能通用处理器，通常集成4个或更多64位高性能处理器内核，与桥接芯片配合使用，应用场景面向台式机等信息领域和服务器，并以英特尔酷睿/至强系列为基准。

▲ 龙芯中科产品体系

龙芯中科自主研发，具有很强的扩展性和自主性。 它包括基础设施部分和向量指令、虚拟化、二进制翻译等扩展部分近2000条指令，具有良好的可扩展性。 指令系统从整个架构的顶层规划，到各部分的功能定义，再到每条指令的编码、名称和含义，均经过独立设计，具有足够的独立可靠性。

另外，充分考虑兼容性要求，在定义中充分考虑MIPS、x86、Arm、RISC-V等主要指令系统的特点，抛弃传统指令系统中一些不适应当前发展的过时内容软硬件设计技术的发展趋势，并吸收了近年来在指令系统设计领域取得的许多先进技术发展。

与原有的兼容指令系统相比，不仅在硬件方面更容易设计高性能、低功耗，而且在软件方面也更容易编译优化和开发操作系统和虚拟机。

▲结构优势

基于自主指挥系统（），是龙芯目前重点开发的产品。

龙芯/是一款适用于个人电脑、服务器等信息领域的通用处理器。 基于LA464微结构，进一步提升频率、降低功耗、优化性能。 在保持与龙芯处理器管脚兼容的基础上，频率提升至2.5GHz，功耗降低30%以上，性能提升50%以上。 龙芯在龙芯的基础上支持多通道互联。

▲龙芯/产品参数

从龙芯在SPEC CPU 2006 BASE性能测试中的表现来看，龙芯的单核定点得分为25.1分，单核浮点得分为26分。 与Intel i5 9500六核14nm相比，有很大差距，但单核定点和国产Armv8四核7nm处理器不相上下，单核浮点稍好一些。 与国产Armv8八核14nm处理器相比，龙芯单核定点提升近10分，单核浮点提升近一倍。

在多线程测试中，英特尔i5 9500六核14nm处理器依然表现最好，而龙芯的多核定点和多核浮点均高于国产Armv8四核7nm处理器。 具有一定的优势，因此定点和浮点成绩均高于龙芯和国产Armv8四核7nm处理器。

龙芯在主流内存带宽测试程序Copy的分项性能测试中表现出色，表现优于Intel i5 9500六核14nm处理器。 其Copy单线性能得分为16864分，多线性能得分为21873分。 国产Armv8八核14nm处理器和国产Armv8四核7nm处理器得分相近，但整体性能略逊于龙芯。

龙芯坚持独立开放的合作运营模式，从指令集/IP核授权、芯片级/主板级开发、系统核心应用等方面为生态合作伙伴提供全方位开放支持。 目前，龙芯拥有数千家能够提供基于龙芯从端到云完整解决方案的信息化合作伙伴，以及数万名相关软硬件开发商。

龙芯开源社区（）是龙芯CPU基础软件生态建设平台，由龙芯中科组织，联合产业链合作伙伴、国际开源软件社区和开源爱好者共同参与建设。 社区以“开源、开放”的形式进行管理，设置BIOS、Linux内核、GCC编译器、Java虚拟机、浏览器、媒体解码库、图形桌面、KVM虚拟机等重要基础软件项目。 经过多年建设，龙芯平台已支持信息化应用中的主流编程语言和开发环境。

▲ 龙芯开源社区建设

06.

神威：专业领域的领先者，

为中国“重兵器”超级计算供应大脑

成都神威成立于2023年，依托国家信息安全发展战略，主要从事神威处理器的产业化推广。

神威处理器基于Alpha指令集扩展，自主可控程度高。 Alpha指令集由美国DEC公司开发，主要用于64位RISC微处理器。 DEC被美国惠普收购，无锡江南计算所购买了Alpha指令集的全部设计资料。 江南计算院在原有Alpha指令集的基础上，开发了更多具有自主知识产权的指令集，开发了神威指令系统，推出了神威处理器。

神威处理器是上海高性能集成电路中心在国家“核高基”重大专项支持下研发的国产处理器。 第一款神威处理器，代号“SW-1”，于2006年研发成功，基于DEC公司的Alpha架构，采用130nm工艺，主频为.

▲神威主要产品系列

从安全性能和知识产权的角度来看，神威开发出基于Alpha指令集的第一代CPU后，将指令集替换为自主研发的自控神威64位指令集，这是完全不同的来自原始 Alpha 指令集。 放。

神威处理器专注于高性能计算，尤其是在服务器领域，其浮点计算能力可与国外同期处理器相媲美。 神威是中国首款具有国产自主研发架构、性能强大的计算机芯片。

▲ 神威26010性能对比

神威26010处理器峰值性能大于每秒万亿次浮点运算，峰值速度、持续性能、性能功耗比均位居全球前列。

在2023年法兰克福世界超级计算大会上，搭载该处理器的国产重量级“神威·太湖之光”荣登国际超级计算机排行榜榜首，成为全球首台峰值运算速度超过10亿次的超级计算机。 。 随后，中国科研人员依托“神威太湖之光”应用成果首次荣获“戈登贝尔”奖，实现了我国高性能计算应用成果在该奖项上的零突破。

神威8A芯片采用最新的第四代神威处理器核心（简称Core4）。 Core4核心继续采用超标量流水线结构，支持乱序启动、乱序执行、推测执行，并首次采用SMT技术，支持每个核心同时运行两个线程。

与上一代4核CPU神威421相比，神威831在同等功耗的前提下，性能提升了2倍以上。 台式机处理器具有可比性； 神威新一代服务器产品微信8A，可与英特尔中端服务器处理器相媲美。

▲终端处理器性能对比（SPEC评分）

经过长期稳定的研发，基于神威芯片系列的各类产品逐渐增多。 在保证特殊领域应用和国家战略任务的前提下，随着其产品技术的成熟，其生态也在不断完善。

▲神威生态

新东西认为，经过多年的发展，国内六大CPU主流厂商各有优缺点。 考虑到产品性能和生态优势，海光信息、华为鲲鹏、短期内有望更好地走上市场化道路。 但到目前为止，还没有人能够同时实现高度自主化和商业市场高接受度，国产化之路依然曲折而漫长。 在自主可控的长期需求驱动下，国内CPU龙头需要更加坚定的决心，肩负起持续技术创新和研发的重任，才能够参与更长期的国际竞争。

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