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兴业计算机团队“中国芯”全梳理：不只是华为鲲鹏


摘要：
前言
CPU作为ICT设备的运算和控制核心 ， 负责指令读取、译码与执行 ， 因研发门槛高、生态构建难 ， 被认为是集成电路产业中的“珠穆朗玛峰” 。 纵观全球 ， Intel、AMD两大巨头领跑通用CPU（桌面与服务器CPU）市场；国内 ， 国产CPU正处于奋力追赶的关键时期 ， 以鲲鹏、海光、龙芯、飞腾、兆芯、申威等为代表的厂商正全力打造“中国芯” 。 本文将重点围绕国产CPU的发展历程与当前产业链各领军企业的布局情况作详尽解读 ， 具体如下：
一、国产CPU发展历程回溯
回溯中国的国产CPU发展历程 ， 可分为三个阶段：
兴业计算机团队“中国芯”全梳理：不只是华为鲲鹏
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起步：上世纪50-70年代 。 1956年 ， 半导体科技被列为国家新技术四大紧急措施之一 。 此后 ， 中科院计算所、109厂、半导体所先后成立 ， 锗晶体管、硅平面晶体管、集成电路等半导体器件相继实现突破 ， 为109乙机、109丙机、156机的诞生分别提供了基础 。 1975年 ， 伴随大规模集成电路技术的兴起 ， 我国第一台集成电路百万次计算机013机研制成功 。 这一时期独立自主的产业发展为我国CPU事业打下了坚实基础 。
转折：上世纪80-90年代 。 1985年 ， 中科院计算所、半导体所有关研制大规模集成电路的单位和109厂合并 ， 成立中科院微电子中心 。 但这一时期 ， 由于政策支持力度有所减弱等原因 ， 产业完全市场化但自主性不足 。
提速：21世纪初至今 。 从“十五”开始 ， 国产CPU自主性的问题再度提上议程 ， 产业政策不断加码 。 泰山计划、863计划等催生了一批国产CPU品牌 ， 2002年 ， 我国首款通用CPU——龙芯1号（代号X1A50）流片成功 。 2006年 ， “核高基”重大专项推出 ， “高”即为高端通用CPU 。 2014年 ， 我国发布《国家集成电路产业发展推动纲要》 ， 国家集成电路产业投资基金（简称国家大基金）第1期成立 ， 主要投资集成电路制造企业 。 2019年 ， 国家大基金第2期成立 ， 主要投资应用端 。
在经历数十年的艰辛探索后 ， 目前 ， 国产CPU产业已初具规模 ， 涌现出一批领军企业 。 我们根据CPU指令集体系进行分类：1）复杂指令集（CISC）下 ， 以X86架构为主 ， 国内代表厂商包括海光、兆芯；2）精简指令集（RISC）下 ， 涉及ARM架构、MIPS架构、Alpha架构等 ， 国内代表厂商包括鲲鹏（ARM）、飞腾（ARM）、龙芯（MIPS）、申威（Alpha）等 。
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二、鲲鹏：快速崛起的领导者
鲲鹏是华为计算产业的主力芯片之一 。 为满足新算力需求 ， 华为围绕“鲲鹏+昇腾”构筑双算力引擎 ， 打造算、存、传、管、智五个子系统的芯片族 ， 实现了计算芯片的全面自研 。 鲲鹏系列包括服务器和PC处理器 。 近年来 ， 华为先后推出Hi1610、Hi1612、Hi1616等服务器CPU产品 ， 不断实现主频与核数的提升 ， 并最终开发出当下的旗舰产品鲲鹏920与鲲鹏920s ， 分别用于服务器和PC机 。
兴业计算机团队“中国芯”全梳理：不只是华为鲲鹏
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鲲鹏具备“端边云算力同构”的优势 。 鲲鹏CPU基于ARM V8架构 ， 处理器核、微架构和芯片均由华为自主研发设计 。 市场上目前存在超过500万基于ARM指令集的安卓应用 ， 与ARM服务器天然兼容 ， 无需移植即可直接运行 ， 且运行过程中无指令翻译环节 ， 性能无损失 ， 相比X86异构最高能够提升3倍性能 。
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2019年1月 ， 华为宣布推出鲲鹏920 ， 以及基于鲲鹏920的TaiShan服务器和华为云服务 。 鲲鹏920采用7nm制造工艺 。 规格方面 ， 支持64内核 ， 主频可达2.6GHz ， 集成8通道DDR4 ， 支持PCIe4.0及CCIX接口 ， 可提供640Gbps总带宽 。 鲲鹏920主打低功耗、强性能 ， 在典型主频下 ， SPECint Benchmark评分超过930 ， 超出业界标杆25%；同时 ， 能效比优于业界标杆30% 。


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