[分享] 20多年了,为什么国产CPU还是不行?来源:码农翻身

灞波儿奔   2021-4-8 09:09 楼主

故事得从IBM发明PC兼容机开始。

 

当年, IT巨佬IBM选中了一个名叫Intel 的小公司来提供PC芯片, 但是提出了一个额外的要求

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机缘巧合之下, Intel 找到了AMD

 

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Intel , AMD 趁着PC的东风很快就发展起来了,他们和微软一起,在x86指令级上建立了庞大的生态。

 

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进入21世纪,痛感缺芯的中国IT业决定行动起来,设计制造自己的CPU。

 

但是环顾四周,x86已经完成垄断,留给中国队的空间不多了。

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谁都不愿意跳到没有编译器,没有操作系统,没有软件的生态系统大坑中。

 

ARM当时还不流行,于是大家都把目光投向了精简指令集。

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选择MIPS指令集的是中科院计算所的龙芯, 选择Alpha的则是江南计算所的申威

 

 

 

龙芯是个通用CPU,可以用于服务器,台式机,嵌入式等领域,还发展了用于航天的抗辐照处理器,进入了北斗卫星。

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申威处理器则被用到了超级计算机和军事领域。

 

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但是无论是龙芯还是申威, 普通消费者几乎用不到,因为除了性能之外,他们还是掉进了生态系统的坑中。

 

申威早期主要用于超级计算机,对软件移植的要求略低。

 

龙芯想用于服务器和台式机,这就要命了。为了兼容x86生态,龙芯甚至发展了二进制翻译指令集,企图用二进制翻译的方法运行Windows以及Linux上的X86程序。

 

为了让MIPS的生态更加可用,龙芯公司花了大力气来培养生态

 

 

1998年,拥有Alpha指令集的DEC被康柏收购, 作为Intel的大客户,康柏对Alpha不怎么感冒,反而倾向于使用HP和Intel合作的Itanium, 后来干脆把Alpha的知识产权,卖给了Intel 。 

 

 

 

MIPS指令集的命运也好不到那里去, 不断地在各个公司之间倒卖,专利一大部分被ARM买走,其他的被拆分得七零八落。

 

即使如此,以美国的不要脸程度,还是有可能取消指令集授权。

 

最后龙芯和神威不得不走上最难走的路:发展了自己的指令集。

 

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龙芯和申威代表了国产CPU的一大门派:指令集授权+自研指令集

 

接下来,一个重量级的选手上场了。

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华为获得了ARM 的指令集架构授权来开发自己的CPU。

 

在ARM基础上做出了一系列著名的芯片:

 

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华为在手机和服务器领域,可以和高通及Intel掰手腕。

 

在5G领域,则是全球领先。

 

在过去两年,强大的华为遭受到了美国的蛮横打击,现在没有人敢制造华为设计的芯片。

 

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华为在ARM生态下并不孤单,还有另外一位重量级选手前来陪伴

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飞腾的ARM芯片和龙芯一样,覆盖了服务器,桌面,嵌入式这三个领域。

 

随着ARM移动端的繁荣,支持ARM相关生态的底层系统和上层应用也逐渐增加,三大 Linux 发行版(Ubuntu、Suse 和 Redhat)都已经直接有支持ARM Server 的版本。

 

在云端市场,随着人工智能计算的发展,逐渐由原先的X86架构一统天下,转向了异构计算,ARM服务器端芯片出现了机遇。

 

华为和飞腾组成了国产CPU的第二大门派:ARM指令集授权

 

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x86架构由Intel掌控,相继授权给AMD和Cyrix,Cyrix又被中国台湾的威盛收购。

 

x86这些年的发展基本上是这样的:

 

 

 

最终的结果是:

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诉讼,和解,诉讼,和解,这样的场景反复上演,老大Intel 对老二和老三持续不断打压。

 

2010年,FTC以反垄断的名义对Intel做出了一系列处罚,其中一条就是解除了x86授权不得合资的限制。

 

于是,到了2013年4月,在x86市场占有率几乎变成零的威盛公司和上海市国资委合资成立了兆芯,将CPU、GPU、芯片组等技术以及研发都转移到了这家企业。

 

兆芯继承了威盛x86处理器的授权,并迅速推出了KX-6000等处理器

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兆芯的最大优势是:可以直接利用大部分x86生态下的软件体系,不愁没有软件。

 

但悲催的是:Intel对威盛的x86授权到2018年到期,2018之后新的指令没法使用了。

 

类似的故事还要在海光上演。

 

2016年,迫于英特尔的激烈竞争,AMD现金流压力大,急需输血的AMD向天津海光信息抛来了橄榄枝。

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复杂的两层股权架构,解决了授权转让和国家扶持的问题。

 

然后通过繁琐的11个流程,才能产出AMD Zen 1 架构的海光CPU。

 

海光CPU主要优势是高性能, 主要用在服务器上。

 

然而 2019 年,美国商务部将海光加入了实体清单。 

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AMD无法继续向合资企业授予新一代Zen架构, 海光只能在Zen 1上进行设计和改进。

 

兆芯和海光代表了国产CPU的第三大门派:合资+x86授权,可以利用现成的软件生态系统

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后记:各位看完这个漫画,应该能感受到国产CPU发展之艰难了,要么被美帝卡脖子,要么掉进生态系统的坑中。这也是没办法的事情,IT业起源于美国,除了ARM之外,其他指令集都是美国人提出来的,美国的公司早已建立了宽阔的护城河:生态系统。 

虽然艰难,但中国CPU绝对不会就此止步,开源的RISC-V也许就是一个突破点,让我们拭目以待吧!

回复评论 (6)

好帖子

点赞  2021-4-8 13:48

故事非常不错!!!

点赞  2021-4-9 10:58

好帖子,一眼看懂了CPU的历史发展和现状

美国在害怕别人用自家的cpu把自己打败

点赞  2021-4-12 09:45

这个树根画的好糙

默认摸鱼,再摸鱼。2022、9、28
点赞  2021-4-12 23:02

我可真有耐心,居然还能给看完了,耐心不错

点赞  2021-5-29 23:26

说到科技,几十年前似乎说,只有美国有技术,日本是拿来用,中国是自己研究。。。

点赞  2021-5-29 23:27
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