六大CPU速览，一文读懂国产芯片路线！

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随着信创2.0阶段国产化替代再次提速，国产芯片作为底层硬件基础设施的核心，受到行业市场的广泛关注。

从国内芯片厂商格局来看，鲲鹏、飞腾、海光、兆芯、申威、龙芯等六大国产CPU齐头并进，均已纳入CPU安全可靠名录。但因其指令集架构路线不同，六大厂商在生态、性能等方面的市场表现各有差异。

众所周知，CPU本质上是一块集中了不同功能电路的芯片，要使用这些功能电路，CPU需要调用对应的指令。而用来规定指令格式的东西就叫做指令集架构。

打个比方，就像我们要写一篇文章，指令就是文字，指令集架构就是帮你把字句排列优化，最终完成一篇行文流畅的文章。用这种方式写文章的人越多，这种语境就越完善、越好用，进而演化出一种成熟的指令集架构生态。

由于我国在芯片设计方面起步较晚，并未建立起自己的语境（也就是生态），所以六大国产CPU均采用引进吸收再创新的方式，对国外指令集架构进行了不同程度的吸收转化。

六大厂商的芯片架构路线，分别对应了X86、ARM、Alpha、MIPS等。X86属于唯一的CISC指令集（复杂指令集），长于性能，通用性更好，但授权获取难度大，有钱也不一定能买到；其它路线都属于RISC（精简指令集），长于效率，门槛低，版本授权易获取，有钱就能买。

一、龙芯（MIPS路线）

作为喊出100%自研的国产芯片厂商，龙芯CPU的自主程度较高。尤其在MIPS版权纠纷中胜诉之后，更验证了其LoongArch架构的自研程度。

从指令集架构路线来看，LoongArch充分考虑了兼容需求，在定义时参考了MIPS、x86、Arm、RISC-V等主要指令系统的特征，吸纳近年来指令系统设计领域先进的技术发展成果。在硬件方面更易于高性能、低功耗设计，软件方面易于编译优化和操作系统、虚拟机的开发。

去年龙芯3A6000处理器的发布，进一步体现了LoongArch架构的性能迭代能力。根据测试结果，3A6000处理器总体性能已经与英特尔10代酷睿四核处理器相当。

当然，龙芯的商业化能力及其生态层面的短板也不容忽视。一方面有待在开放的竞争市场证明其产品实力；另一方面，更需要充分利用LoongArch架构底座，实现其“打造第三套生态体系”的行业梦想。目前，业内对其给予了很大期待。

二、海光（C86路线）

海光一直被视为X86国产化赛道龙头。毕竟作为唯一一家拿到X86完整指令集的国产芯片，海光的自主化程度和性能、生态实力起步较高，并且近几年市场化进程也非常抢眼。

从指令集路线上来看，目前海光CPU已经迭代出独有的C86架构体系，这一点已经在官方最新的安全可靠测评结果得到证实。基于自主架构的可持续迭代能力，海光可以自由扩展算法指令，不仅在性能上一直处于国内前列，CPU安全性也达到了业内最高标准。

不过，海光最大的优势在于生态。由于C86本身兼容X86主流生态，可以快速适配市场上现有的数百万款常用的应用软件，在用户迁移过程中规避了大量的调优适配成本，最终可实现高效便捷的平滑替代。

这在大规模信创替代背景下的意义显而易见。平替代表的不仅是前期节约大量用户迁移成本，还能最大程度保障后期系统运行的稳定性，进而避免系统故障带来的维护成本。由此，海光也被视为当前国产芯片中应用能力最完善的厂商之一。

三、兆芯（X86路线）

相对于海光，兆芯虽然没有拿到完整的X86指令集授权，但其同样继承了X86的生态和性能优势，并且在中端产品性价比上别开生面，打造出一系列极具应用价值的国产处理器。

从产品层面看，目前兆芯同时掌握中央处理器、图形处理器、芯片组三大核心技术，具备相关IP自主设计研发的能力，已成功研发并量产多款通用处理器产品，形成PC/嵌入式处理器“开先”、服务器处理器“开胜”、IO拓展芯片/芯片组三大产品系列。

并且，基于X86作为唯一复杂指令集的性能优势，兆芯不断提升处理器计算能力，目前在实测中已达到国际主流水平。

四、鲲鹏（ARM路线）

华为是ARM架构的铁杆粉丝，从移动端发家开始，走得就是ARM的低功耗、小体积路线，在特定场景性能表现抢眼。不过，鲲鹏主要面向的是数据中心服务器领域。ARM作为精简指令集的代表，在PC、服务器等领域，性能和生态方面一直与X86差距不小。

当前，鲲鹏处理器在非x86架构芯片中，算力方面优势相对领先。并且华为产业链完善，与其对应的上层产品应用，也相对比较丰富。

在生态层面，由于ARM路线较为封闭，与主流Wintel环境互不兼容，鲲鹏采用了自建生态等方式，依托于强大的技术团队支持，优先给大客户提供定制化迁移服务。但在大规模国产替代背景下，中小客户仍面临较大的迁移成本压力。

看似与龙芯同样是自建生态，但龙芯架构自主性更高，可以主动通过编译层去转译其他架构。而鲲鹏依靠的是自己的全封闭生态，事实上挑战更大。

此外，ARM虽然在授权获取上门槛较低，但是近几年逐渐展现出一定的政治立场。此前一度宣布不再向中国相关厂商提供新版本授权，导致鲲鹏等厂商停留在V8.2版本。不过前段时间网传公司已拿到V9授权，但在ARM公司官网上并未查到相关信息，目前仍然存疑。

长远来看，仅依靠ARM版授权很难保证持续自主迭代，即便鲲鹏拿到V9版本，后续升级仍然受限，需要进一步完善独立的芯片演进路线。

五、飞腾（ARM路线）

飞腾与鲲鹏同样走的是ARM路线，相对来说国产化属性更高一些。其前身也被称为银河飞腾处理器，是由国防科技大学研究团队在1999年开始创造研制，很早就获得相关机构认定。

在产品线丰富程度上，飞腾CPU拥有覆盖桌面、服务器和嵌入式等领域的完整产品线。虽然与背靠华为的鲲鹏仍有一定市场差距，但飞腾的优势主要体现在安全性上。

基于PK（飞腾和麒麟）体系，飞腾融合“S-Security”的立体防护安全链，并将“可信计算3.0”技术融入到CPU、操作系统和存储控制器中，实现了底层构架的本质安全。

六、申威（Alpha）

申威是由上海高性能集成电路中心研制的全国产处理器，以Alpha指令集为基础进行拓展，

主要面向特种领域，自主化程度毋庸置疑。

出于安全性能以及知识产权角度，申威在研发出第一代基于Alpha指令集的CPU后，将指令集替换为自研的自主可控申威64位指令集，完全区别于原有Alpha指令集。

目前，申威处理器专注于高性能计算，尤其是在服务器领域，浮点运算算力与同期外国处理器相当。当然，相对于主流指令集路线，生态短板也比较明显，目前在民用/商用领域并无大规模落地。

总体来看，六大国产CPU厂商均已实现安全可控，并且在信创市场鲲鹏、海光等厂商占据较大市场份额，商业化成果显著。尽管部分厂商在指令集授权、生态发展等方面存在一定限制，但亦有厂商已经走上自主可持续发展路线，为国产芯片开辟出更多想象空间。

未来，值得我们拭目以待。