CPU是信息產(chǎn)業(yè)中最基礎(chǔ)的核心部件，無(wú)論在全球服務(wù)器計(jì)算市場(chǎng)，還是國(guó)內(nèi)信創(chuàng)領(lǐng)域都無(wú)可替代，但如何在眾多復(fù)雜的CPU架構(gòu)中脫穎而出，成為各行各業(yè)最佳之選？要從技術(shù)、生態(tài)、市場(chǎng)等各個(gè)維度分析評(píng)判。

一、CPU百花齊放，場(chǎng)景在哪？

目前服務(wù)器處理器種類眾多，但架構(gòu)、性能及場(chǎng)景各不相同。先從架構(gòu)上看，主要有兩大陣營(yíng)，以 Intel、AMD 為代表的復(fù)雜指令集（CISC）陣營(yíng)，目前服務(wù)器大部分采用了x86架構(gòu)的處理器，國(guó)外以intel和AMD的處理器為主，而國(guó)內(nèi)一海光、兆芯為代表。而另陣營(yíng)則是以 ARM為代表的精簡(jiǎn)指令集（RISC），包括 ARM、MIPS、Power PC 以及 RISC-V 等架構(gòu)。

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在性能上，復(fù)雜指令集包含豐富的指令集，設(shè)計(jì)理念是一條指令可用于執(zhí)行所有加載、評(píng)估和存儲(chǔ)操作，以此提高整體運(yùn)行速度和整體CPU的性能。而精簡(jiǎn)指令集則是簡(jiǎn)化計(jì)算機(jī)的指令功能，僅僅保留那些能在單個(gè)周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)的簡(jiǎn)單指令，將復(fù)雜的運(yùn)算與指令變成為一段由基本指令完成的子程序，所以性能并非其強(qiáng)項(xiàng)。

在計(jì)算密集型領(lǐng)域，性能決定CPU乃至服務(wù)器的應(yīng)用場(chǎng)景，以高性能服務(wù)器為代表的場(chǎng)景，如企業(yè)計(jì)算、云計(jì)算數(shù)據(jù)中心、大數(shù)據(jù)分析等對(duì) CPU 的性能要求最高且最為全面，需兼顧數(shù)據(jù)處理能力、數(shù)據(jù)吞吐能力、可擴(kuò)展性、可靠性、和可維護(hù)性等方面。

魚(yú)和熊掌不可兼得，CPU處理器亦是如此。在高性能計(jì)算領(lǐng)域x86長(zhǎng)期獨(dú)占鰲頭，以arm為代表的精簡(jiǎn)指令集在功耗的的明顯優(yōu)勢(shì)，使其在桌面終端、汽車、通信等消費(fèi)領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位。

二、通過(guò)市場(chǎng)檢驗(yàn)?zāi)莻€(gè)最亮眼的CPU

縱觀全球CPU處理器市場(chǎng)，X86架構(gòu)穩(wěn)坐第一把交椅，目前占據(jù)了全球服務(wù)器、桌面及移動(dòng)PC的主要市場(chǎng)份額。據(jù)Mercury 的數(shù)據(jù)，在2021年年末，全球x86市場(chǎng)中Intel占據(jù)超過(guò)70%，AMD的市場(chǎng)份額達(dá)到25.6%。

據(jù)IDC數(shù)據(jù)，Intel和AMD X86合計(jì)市占率91%，國(guó)產(chǎn)X86主要是海光。

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在服務(wù)器領(lǐng)域，由于 x86 處理器起步較早，生態(tài)環(huán)境較其他處理器具有明顯優(yōu)勢(shì)，因此應(yīng)用 x86 處理器的服務(wù)器銷售額占全部服務(wù)器銷售處理顯著領(lǐng)先地位。

根據(jù) IDC 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，中國(guó) x86 服務(wù)器出貨量持續(xù)增長(zhǎng)。中國(guó) x86 服務(wù)器市場(chǎng)未來(lái)幾年需求仍然會(huì)比較旺盛，在 2021-2025 年復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到 8.8%。

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在信創(chuàng)領(lǐng)域，國(guó)產(chǎn)CPU發(fā)展較晚，中國(guó)自2001年開(kāi)始啟動(dòng)處理器設(shè)計(jì)項(xiàng)目，目前國(guó)內(nèi)代表廠商為海光信息、華為、龍芯中科、天津飛騰、上海申威、上海兆芯等。

國(guó)產(chǎn)CPU產(chǎn)品在性能、安全、自主、可控方面的能力逐年提高，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展，使中國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)無(wú)“芯”可用的局面得到了極大扭轉(zhuǎn)，為各行各業(yè)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化計(jì)算平臺(tái)奠定了基礎(chǔ)。

根據(jù)之前公布的中標(biāo)信息，中國(guó)移動(dòng)2021-2022年P(guān)C服務(wù)器第1批集采共采購(gòu)163,692臺(tái)PC服務(wù)器，國(guó)產(chǎn)芯片服務(wù)器合計(jì)占比27.03%，采用海光芯片的服務(wù)器共17,164臺(tái)（占比10.49%）。

2022年上半年，中國(guó)移動(dòng)發(fā)布了補(bǔ)充采購(gòu)的招標(biāo)公告，本次補(bǔ)采鯤鵬服務(wù)器占比43.30%，海光服務(wù)器占比56.70%。

從全球總體市場(chǎng)來(lái)看，傳統(tǒng)CPU處理器、服務(wù)器領(lǐng)域x86占據(jù)絕對(duì)份額；在國(guó)內(nèi)信創(chuàng)市場(chǎng)，鯤鵬和海光占據(jù)性能優(yōu)勢(shì)；電信、金融等行業(yè)已經(jīng)走在信創(chuàng)前列，加速行業(yè)信創(chuàng)進(jìn)程。

三、多維度CPU對(duì)比，誰(shuí)略勝一籌？

從國(guó)際主流 CPU 廠商 Intel 與 AMD均采用 x86 架構(gòu)。當(dāng)前階段，國(guó)內(nèi)主流的CPU廠商主要有海光、兆芯、飛騰、海思、龍芯、申威六家領(lǐng)軍企業(yè)，從出身來(lái)看：

由于產(chǎn)品定位和技術(shù)來(lái)源不同，國(guó)內(nèi)處理器產(chǎn)品也有差異，海光和上海兆芯的產(chǎn)品兼容 x86 指令集，具有良好的生態(tài)，且應(yīng)用遷移轉(zhuǎn)換成本低；

海思半導(dǎo)體的鯤鵬處理器和天津飛騰處理器兼容 ARM 指令集，性能有所突破；但指令集需自研演進(jìn)，當(dāng)前生態(tài)需要大量適配工作；

龍芯中科處理器采用 LoongArch 指令集，主要產(chǎn)品與服務(wù)涵蓋處理器及配套芯片產(chǎn)品；

成都申威處理器采用 SW-64 指令集，一般應(yīng)用于服務(wù)器、桌面計(jì)算機(jī)等設(shè)備。

從指令集授權(quán)的角度看：以海光為代表，獲得可以自行迭代演進(jìn)的x86架構(gòu)指令集永久授權(quán)；可基于指令集架構(gòu)進(jìn)行核心CPU設(shè)計(jì)，安全可控程度較高，具備良好的生態(tài)和性能起點(diǎn)。

從技術(shù)及性能看：以x86為代表的海光、Intel、AMD在處理器性能、核心數(shù)量、PCIe通道等技術(shù)上優(yōu)勢(shì)明顯，憑借領(lǐng)先的性能+被驗(yàn)證過(guò)的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，最為受益；鯤鵬也具有很高性能，但其在生態(tài)適配及完善度需要進(jìn)一步補(bǔ)齊。

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整體來(lái)看，x86 CPU處理器架構(gòu)優(yōu)勢(shì)主要為以下三點(diǎn)：

1、由于x86 處理器起步較早，生態(tài)環(huán)境較其他處理器具有明顯優(yōu)勢(shì)，x86 指令集具有業(yè)界最好的產(chǎn)業(yè)生態(tài)支持，現(xiàn)有運(yùn)行中以及開(kāi)發(fā)中的絕大部分服務(wù)器、硬件設(shè)備、軟件系統(tǒng)均基于或兼容 x86 指令集，應(yīng)用遷移轉(zhuǎn)換成本低。

2、x86性能門檻高，在計(jì)算密集型領(lǐng)域，可匹配復(fù)雜的高性能應(yīng)用場(chǎng)景，如企業(yè)計(jì)算、云計(jì)算數(shù)據(jù)中心、大數(shù)據(jù)分析等。

3、x86處理器市場(chǎng)規(guī)模較大。應(yīng)用 x86 處理器的服務(wù)器銷售額占全部服務(wù)器銷售額的比例約為 91%，銷售量占比超過(guò)97%，處于顯著領(lǐng)先的地位，存量擴(kuò)容需求不容忽視。

四、國(guó)內(nèi)x86典型代表

國(guó)內(nèi)海光在x86 處理器設(shè)計(jì)領(lǐng)域，研發(fā)出兼具“生態(tài)、性能、安全”三大特點(diǎn)的國(guó)產(chǎn) x86 架構(gòu)處理器產(chǎn)品；包括7000 系列、5000 系列、3000 系列的高、中、低端 CPU 芯片，以及 8000 系列的 DCU 芯片。

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從兼容性來(lái)講，海光CPU兼容x86指令集，處理器性能參數(shù)與國(guó)際同類型主流處理器產(chǎn)品相當(dāng)，支持國(guó)內(nèi)外主流操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)、虛擬化平臺(tái)或云計(jì)算平臺(tái)，能夠有效兼容目前存在的數(shù)百萬(wàn)款基于x86指令集的系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件，具有優(yōu)異的性能、生態(tài)優(yōu)勢(shì)。

在性能方面，海光產(chǎn)品性能總體與Intel相當(dāng)。通過(guò)選取 Intel 在 2020年發(fā)布的 6 款至強(qiáng)鉑金系列產(chǎn)品和海光 7285 進(jìn)行性能比較，發(fā)現(xiàn)海光 7285 CPU 的SPEC CPU 2017 的實(shí)測(cè)性能與國(guó)際領(lǐng)先芯片設(shè)計(jì)企業(yè) Intel 同期發(fā)布的主流處理器產(chǎn)品的實(shí)測(cè)性能總體相當(dāng)。

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在安全性方面，海光 CPU 通過(guò)擴(kuò)充安全算法指令、集成安全算法專用加速電路等方式，有效提升了數(shù)據(jù)安全性和計(jì)算環(huán)境的安全性，原生支持可信計(jì)算。

在業(yè)務(wù)連續(xù)性上，海光獲得了 x86 處理器設(shè)計(jì)核心技術(shù)，研制出符合中國(guó)用戶使用需求、兼具“生態(tài)、性能、安全”三大特點(diǎn)的國(guó)產(chǎn) x86 架構(gòu)處理器產(chǎn)品。

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未來(lái)，隨著海光產(chǎn)品不斷更迭，性能也將不斷實(shí)現(xiàn)優(yōu)化。x86擁有成熟的軟硬件生態(tài)和較大的處理器市場(chǎng)規(guī)模，基于主流架構(gòu)研發(fā) CPU，對(duì)未來(lái)行業(yè)客戶拓展將十分便利。在人工智能發(fā)展迅速的背景下，針對(duì) AI 計(jì)算的硬件產(chǎn)品將是發(fā)展的重要方向。

五、總結(jié)

通過(guò)在與國(guó)內(nèi)國(guó)產(chǎn)CPU、國(guó)外主流CPU 的橫向?qū)Ρ戎锌梢园l(fā)現(xiàn)，海光CPU主要指標(biāo)處于領(lǐng)先地位，同時(shí)承襲 x86 體系，在服務(wù)器市場(chǎng)具備天然優(yōu)勢(shì)。

CPU是信息產(chǎn)業(yè)的核心，為了發(fā)展集成電路，國(guó)家給予高度重視，出臺(tái)各方面政策為我國(guó)CPU發(fā)展保駕護(hù)航，為產(chǎn)業(yè)后續(xù)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展創(chuàng)造了良好的外部環(huán)境。基于海光既有優(yōu)勢(shì)，結(jié)合政策利好，相信海光將充分發(fā)揮其在CPU領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)作用。