芯耀
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小編語：此文給小編也科普了一下，看到國產(chǎn)還有這么多 CPU 廠商，都看下來似乎多是“人歌都不紅”的狀態(tài)，部分廠商只在特定應(yīng)用以及具有政府依賴性質(zhì)的市場上維持生存，談不上真正的商用，這樣一比較，似乎確實(shí)只有海思還比較爭氣了，正如《中國芯陣營大考：龍芯落后，海思竟是最大贏家》此文標(biāo)題所寫……
一直以來缺“芯”少“魂”是中國計算機(jī)產(chǎn)業(yè)的心病，除國防軍工和信息安全領(lǐng)域使用龍芯、申威、飛騰等國產(chǎn) CPU 之外，民用市場上的國產(chǎn)計算機(jī)基本沒有“中國芯”，中國每年需要進(jìn)口的芯片的資金已經(jīng)超過每年進(jìn)口的石油總價，高達(dá) 2000 多億美元。
近年來，國家對集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展高度重視，成立了擁有 1200 億元人民幣的集成電路大基金扶持產(chǎn)業(yè)發(fā)展，先后與 IBM、VIA 合資 / 合作成立兆芯、宏芯，并大力扶持展訊、海思、聯(lián)芯、新岸線等 ARM 陣營 IC 設(shè)計公司茁壯成長，那么各家在 2015 年各取得哪些技術(shù)成果？或者說 2015 年國產(chǎn)芯片哪家強(qiáng)？
龍芯
龍芯在 2015 年對龍芯可謂是豐收年，于年中發(fā)布的 GS464E 可謂里程碑式的突破，在 SPEC2000 測試中，整數(shù)和浮點(diǎn)性能成倍提升——SPEC2000 GCC4.8 編譯器跑分為：整數(shù) 764/G、浮點(diǎn) 1120/G，使用 LCC 編譯器跑分為：整數(shù) 828/G、浮點(diǎn) 1578/G。特別是其浮點(diǎn)性能已經(jīng)接近了 Intel IVY。3A2000 也得益于新微結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)相較于 3A1000 性能提升 1 倍，不僅一掃 3A1000 和 3B1000 時代的憋屈。
從表中可以看出，龍芯和 Intel，最大的差距在主頻上。其次才是制程和微結(jié)構(gòu)的差距。
龍芯正在流片的 3A3000，針對 GS464E 的瓶頸做了改進(jìn)，將定點(diǎn)發(fā)射隊(duì)列從 16 項(xiàng)提升到 32 項(xiàng)，將浮點(diǎn)發(fā)射隊(duì)列從 24 項(xiàng)提升到 32 項(xiàng)，并提升了緩存和主頻。期待 3A3000 流片歸來后的表現(xiàn)。
申威
因?yàn)槟承┰蛏晖冀K帶著神秘色彩，而且公開資料也非常少，即便了解到情況也怯于下筆。
2015 年申威的超算芯片性能達(dá)到 Intel 第一代至強(qiáng) PHI 計算卡的水平，而且有著更好的性能功耗比，在設(shè)計理念上也更先進(jìn)，并被用于采用純自主技術(shù)的 100P 超算。
筆者曾認(rèn)為申威專注于超算芯片，放棄了桌面芯片的進(jìn)一步研發(fā)，但事實(shí)證明筆者低估了申威的技術(shù)實(shí)力，在完成超算芯片研發(fā)的同時，申威還發(fā)布了新一代桌面芯片，該芯片采用中芯國際 40nm 制程，主頻 1.6G，功耗 40-50W，根據(jù) SPEC2000 測試，整數(shù)超過 1000 分（@1.6G 主頻）。
目前，申威也積極進(jìn)軍黨政軍安全 PC 市場，并對龍芯、飛騰、兆芯等做安全市場的 IC 設(shè)計公司造成沖擊。目前申威桌面芯片的性能基本滿足黨政軍辦公需求，真正的短板在軟件支持上。
此外，在服務(wù)器芯片方面，申威也正在積極開發(fā)一款 16 核服務(wù)器芯片。
飛騰
飛騰后仿制過德州儀器的 DSP，做過 Intel 的安騰，仿制過流處理器，仿制過 UltraSPARCT2，先后更換 IA-64、SPARC、ARM 三個指令集，將合作單位折磨的痛不欲生。
在飛騰購買 ARM 指令集授權(quán)后，飛騰于 2015 年發(fā)布了自主設(shè)計的微結(jié)構(gòu)和 CPU。
2015 年，飛騰（ARM）有“火星”和“地球”2 款產(chǎn)品。“地球”是一款 4 核 CPU，微結(jié)構(gòu)是國防科大自主研發(fā)的“小米”，是一款桌面 CPU。“火星”的微結(jié)構(gòu)也是“小米”，“火星”擁有 64 核心，主頻達(dá) 2G，制程工藝 28nm，功耗 120W。雖然“火星”單核性能較弱，但依靠核心數(shù)量優(yōu)勢，在 Spec 2006 的模擬器測試中，多核整數(shù)分?jǐn)?shù)達(dá) 672，浮點(diǎn)分?jǐn)?shù) 585，足以和 Xeon E5－2699v3 相媲美（Xeon E5－2699v3 整數(shù)、浮點(diǎn)成績分別是 680 和 460）。
誠然，目前的“小米”還無法與 Intel 的 ivy、haswel 相比，但在 ARM 陣營中，根據(jù)模擬器測試成績，單核性能是強(qiáng)于 ARM Cortex A57 的（筆者認(rèn)為 SPEC2006 整數(shù) 9.6/G 是開 auto parallel 的結(jié)果，關(guān) autoparallel，使用 GCC，將來實(shí)測有 7/G 就是勝利）。
目前，“火星”和“地球”都在流片中，估計 2016 年年中會有好消息。
君正
君正在 2015 年和三星合作，使君正產(chǎn)品能夠獲得三星正在推廣的 Tizen 系統(tǒng)的支持。并推出了針對智能穿戴芯片市場和物聯(lián)網(wǎng)芯片市場的 M200 和 X1000。這兩塊芯片最大的優(yōu)勢就是在性能夠用的前提下，非常廉價且功耗很低。君正打算將 X1000 賣到 15-20 元，搭載 X1000 的開源開發(fā)板可以賣到 100 左右。極低的價格再加上芯片本身又集成了 RAM，外圍電路相對簡單，X1000 甚至可以跨界充當(dāng)“超級單片機(jī)”。
由于嵌入式芯片在軟件方面也是底層+OS+應(yīng)用軟件，底層+OS 往往由芯片供應(yīng)商解決，而應(yīng)用軟件一般按需求定制。這導(dǎo)致在智能可穿戴市場，相當(dāng)一部分可穿戴產(chǎn)品和應(yīng)用軟件具有專用性，軟件生態(tài)鏈相對較短，加上應(yīng)用需求的多樣化，導(dǎo)致不能用一套通用方案來滿足所有人的要求，所以在這個領(lǐng)域沒有某個廠商可以實(shí)現(xiàn)壟斷。
因此，在智能穿戴市場未必會出現(xiàn) PC 和手機(jī)市場那樣贏著通吃的情況，而這就給君正一個機(jī)會，比如某個正在做 WIFI 音響的創(chuàng)客團(tuán)隊(duì)，就因飛思卡爾前段時間漲價 30%，而選擇了廉價的 X1000 芯片，并訂購了 1 萬片做測試。
智能穿戴芯片和物聯(lián)網(wǎng)芯片對性能要求不高，君正的產(chǎn)品完全滿足性能要求，而 Intel 的愛迪生雖然性能強(qiáng)悍，但頗有大炮打蚊子的嫌疑。ARM 陣營 IC 設(shè)計公司受制于相對較高的授權(quán)費(fèi)，在芯片產(chǎn)量較小的情況下，并不具備價格上的競爭力。
因?yàn)閷π阅芤筝^高的應(yīng)用場景相對較少，大部分應(yīng)用場景更關(guān)注低功耗、廉價、尺寸等因素，所以智能穿戴芯片和物聯(lián)網(wǎng)芯片市場真正的競爭力不是性能，而是功耗、廉價和軟件支持。因此，就不比較性能了。
宏芯
由于引進(jìn)技術(shù)中，往往有這樣一個過程，先貼牌，后仿制，再修改原始設(shè)計，最后在將引進(jìn)的技術(shù)融會貫通后自主創(chuàng)新。因此，宏芯 2015 年發(fā)布的 CP1，其實(shí)就是 IBM 的 Power8 的馬甲。根據(jù)宏芯公布的 PPT，要走完貼牌、仿制、修改、自主創(chuàng)新這個過程基本要到 2018—2019 年的 CP3。祝宏芯能用 5 年時間實(shí)現(xiàn)技術(shù)的消化吸收和推陳出新。
兆芯
2013 年，上海市國資委下屬的上海聯(lián)投和中國臺灣 VIA 合資兆芯，上海聯(lián)投注資 12 億元人民幣，還承接了核高基 1 號專項(xiàng)，獲得了不少于 70 億的項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)。
兆芯的產(chǎn)品線很長，根據(jù)兆芯官網(wǎng)的資料，有智能機(jī)頂盒解決方案、智能手機(jī)解決方案、臺式機(jī)解決方案、筆記本解決方案。其中智能機(jī)頂盒解決方案、智能手機(jī)解決方案的 CPU 核購買自 ARM，GPU 用的是購買自 S3 的技術(shù)，到底是買 S3 的技術(shù)授權(quán)，還是購買全套技術(shù)資料，因具體交易細(xì)節(jié)尚未披露也就不得而知了。如果是購買了 S3 全部知識產(chǎn)權(quán)，并可以此為平臺開發(fā)自己的產(chǎn)品，那么兆芯（GPU）將會是景嘉微電子的強(qiáng)力競爭對手。
兆芯的臺式機(jī)和筆記本解決方案所用的 X86 芯片，但存在知識產(chǎn)權(quán)瑕疵——VIA 的 X86 授權(quán)源自收購 Cyrix，但在 Intel 收緊 X86 授權(quán)后，VIA 遭受 Intel 專利大棒暴擊，使 VIA 的橋片銷聲匿跡。在英特爾與美國聯(lián)邦貿(mào)易委員會（FTC）達(dá)成協(xié)議后，英特爾需向 VIA 提供 x86 授權(quán)協(xié)議延長至 2018 年 4 月。
目前，兆芯有 ZX-A 和 ZX-C 兩款 X86 芯片，ZX-A 是 VIA Nano 的馬甲。
2015 年兆芯發(fā)布的 ZX-C 其實(shí)就是當(dāng)年 VIA 做到一半，后被放棄掉的四核 CPU，VIA/ 兆芯在拿到核高基的經(jīng)費(fèi)后，將當(dāng)年的半成品做成成品。ZX-A 和 ZX-C 使用同樣的微結(jié)構(gòu)，差距僅限于雙核變四核，主頻提升到 2G，40nm 變 28nm。
從表中可以看出來，雖然 ZX-C 有 2G 主頻，但是因?yàn)槲⒔Y(jié)構(gòu)性能有限，整體性能并不強(qiáng)。
海思麒麟、展訊、聯(lián)芯
由于都是購買 ARM IP 核授權(quán)就索性一起說了。
2015 年海思和展訊在商業(yè)上都實(shí)現(xiàn)巨大成功——根據(jù) IC Insights 發(fā)布 2015 年全球前十大 IC 設(shè)計商排行與整體銷售排名，海思和展訊雙雙擠入前 10。麒麟 950 非常高的概率成為 2015 年能在市場上買到的安卓最強(qiáng)芯。而展訊在被紫光收購后，也成為不差錢的主，員工數(shù)量迅速擴(kuò)充到 4000 余人，在擁有雄厚的資金后，和以廉價著稱的聯(lián)發(fā)科大打價格戰(zhàn)，大幅侵蝕 3G 手機(jī)芯片市場，并將聯(lián)發(fā)科打的丟盔棄甲，股價慘遭腰斬。
而聯(lián)芯則借小米的東風(fēng)，將 LC1860 推向市場，雖然無法和海思和展訊相比，但畢竟是一個好的開始。
不過在海思麒麟、展訊、聯(lián)芯在商業(yè)市場取得成功的同時，也要注意到，這三家公司賣出的手機(jī)芯片沒有一片是自主設(shè)計的微結(jié)構(gòu)。三家公司都是購買 ARM 的 CPU 核、GPU 核以及各種接口 IP 核，通過一定的流程，集成（高級組裝）SOC。雖然通過購買國外技術(shù)大幅降低了技術(shù)門檻，縮短了研發(fā)周期，但整個過程根本不涉及最核心的微結(jié)構(gòu)設(shè)計。因此，在芯片的性能、功耗、安全性、利潤分配方面缺乏話語權(quán)，在完全依附于 AA 體系后，在發(fā)展路線和安全可控方面完全受制于 ARM 和谷歌。
（因 A72 比 A53 強(qiáng)很多，麒麟 950 在表格中只列 A72）
由于都是購買 ARM IP 核授權(quán)，產(chǎn)品高度同質(zhì)化，性能差距的根源在于 ARM 不同微結(jié)構(gòu)的性能差距，因此，麒麟 950 在性能上大幅領(lǐng)先 SC9830A、LC1860。
因?yàn)榇钶d三星獵戶座 8890 和高通驍龍 820 的手機(jī)還無法在市場上買到，加上筆者對 GK 跑分不感冒，所以就比較已經(jīng)在市場上可以買到的獵戶座 7420 和麒麟 950。麒麟 950（4A53+4A72）和三星獵戶座 7420（4A53+4A57）比較的話，由于主頻相差不大，就看 A72 和 A57 孰強(qiáng)孰弱了。
根據(jù)華為公布的 SPEC2006 測試，A57 整數(shù)得分為 6，A72 整數(shù)得分為 6.7，因此，在 CPU 方面麒麟 950 也強(qiáng)于三星獵戶座 7420；GPU 方面麒麟 950 是 ARM 的 Mali T880MP4，獵戶座 7420 是 Mali T760MP8，根據(jù) ARM 的資料，兩者性能相當(dāng)。
結(jié)語
在 2015 年的國產(chǎn)手機(jī)芯片中，麒麟在性能上 950 力壓群雄，一枝獨(dú)秀。
在 2015 年的國產(chǎn)桌面芯片中，從微結(jié)構(gòu)上看龍芯最佳，申威次之，兆芯再次之，而且 GS464E 和已 Intel 的 Nehalem 性能差距甚微，3A2000 和 I3 550 的差距主要在主頻上。從主頻上看，ZX-C 最高，申威四核次之，龍芯 3A2000 主頻最低。因此，2015 年的三款國產(chǎn)桌面 CPU 總體性能差距不大。
據(jù)筆者了解，2016 年 VIA 很可能拿不出 Intel Nehalem、龍芯 GS464E 和 AMD Steamroller 一個等級的微結(jié)構(gòu)，而申威在完成四核桌面芯片后，主要精力放在 16 核服務(wù)器芯片上，加上 IC 設(shè)計漫長的研發(fā)周期，因而筆者認(rèn)為，2016 年國產(chǎn)桌面芯片的最強(qiáng)者將從正在流片的“地球”和龍芯 3A3000 中產(chǎn)生。
