从104机到龙芯，国产CPU今天发展得怎么样了？

首先，让我们先把时间倒回1957年，这一年，我国决定要仿制苏联的БЭСМ-Ⅱ计算机，由张效祥教授领导，赴苏进行计算机进修，1958年8 月大部分进修队的成员回到北京，立即投入仿制机的试制工作。1958 年10 月完成部件生产，1959 年4 月完成调试，9月交付使用。这台被命名为“104”机的计算机便顺理成章的成为了中国第一台大型数字电子计算机，其拥有22 个机柜，主机、电机组各占地200 平方米。全机共用4200 个电子管，4000 个晶体二极管，字长39位，容量4K，每秒运算1 万次，内存2048 个全字长磁芯体，2 台2096全字长卧式磁鼓。

中国第一台大型通用电子计算机:104机

张效祥在进修之时就强调：“我们自己全面掌握技术是十分重要的。”

这一句简单的话，经过了半个多世纪的光阴，经过了无数的风雨飘摇，历经了不少弯路，一直伴随着我国计算机领域的发展。如今，在2024年，计算机领域在世界上已经经过了翻天覆地的变化，从最早的只有大型计算机，到如今的PC机占到了计算机的主流，性能也已经是当年的千万上亿倍。经历了中美贸易战，全球化进程受阻等等不利条件，我国的计算机，特别是CPU的发展又一次牵动着我国人民大众的心，在2024年这个时间点之上，我国的国产CPU的发展到底如何了呢？

龙芯中科

提到国产CPU，那么首屈一指的必然是龙芯系列。自2002年“龙芯1号”诞生以来，历经二十多年的不懈努力，已经实现了从无到有、从弱到强的跨越式发展。最近发布的龙芯3A6000，更是标志着我国国产CPU迈入了新的发展阶段。龙芯3A6000作为全新一代桌面级CPU，采用了我国自主设计的指令系统和架构（LoongArch架构），彻底摆脱了对外国技术的依赖。它采用了四核心八线程设计，主频达到2.5GHz，使用12纳米制程工艺，性能较上一代龙芯3A5000有了显著提升。然而，与市场上的主流处理器相比，龙芯3A6000的性能仍存在差距。在测试中，其性能大致相当于2011年发布的酷睿i7-2600k，这样的性能在办公场景中尚能胜任，但在更复杂的应用场景中就显得捉襟见肘。

龙芯3A6000

性能上的不足，固然是龙芯3A6000面临的一大挑战，但更为严峻的问题在于软件生态的构建。龙芯的自研指令集导致了生态方面的缺失，这使得龙芯处理器的实用性受到了很大限制。虽然龙芯团队在努力提升x86翻译性能，但目前实际翻译性能与原生性能相比仍有较大差距。要构建健康的软件生态，芯片厂商不仅需要提供强大的硬件性能，更需要与开发者社区紧密合作，共同完善开发者工具链。这些工具链包括编译器、调试器、开发框架、库和文档等，它们对于应用程序的开发和维护至关重要。芯片厂商需要投入大量的精力和资金，与开发者社区进行深度合作，共同推动生态系统的繁荣发展。

此外，龙芯要想在全球CPU市场中占据一席之地，还需要进一步拓展其应用范围。目前，龙芯主要以Linux桌面发行版为主，但Linux在桌面领域的市场份额相对较小。为了实现更大的发展，龙芯需要向Windows等更广泛的操作系统平台进军。这不仅要求龙芯在硬件性能上达到更高水平，还需要在软件生态、驱动程序等方面做出更多努力。

兆芯电子

而除了连指令集都是自己的龙芯之外，兆芯旗下的“开先”系列同样也是潜力无限，其最新的一代开先KX-7000系列桌面处理器，于2023年12月发布，该处理器采用全新设计的自主微架构“世纪大道”和先进的 Chiplet 互连架构。这款处理器在主频上最高可达 3.7GHz，并且集成了高性能 GPU 显卡，同时支持多种主流高速 IO 接口。相较于上一代产品，KX-7000 系列的计算性能提升了 2 倍，图形性能提升了 4 倍。

其性能用一句话来概括就是其单核性能弱于i3-9100；多核性能略强于i3-9100。

如果和兆芯的上一代kx-6000G处理器产品作比，开先KX-7000系列处理器的单核性能提升超过了50%，这一显著的提升充分展示了兆芯在处理器设计上的实力和未来可期的潜力。在硬件配置上，开先KX-7000系列处理器最高集成8个高性能核心，拥有4MB的L2缓存和32MB的L3缓存，最高工作频率进一步提高至3.7GHz。这样的配置足以应对各种复杂的多任务处理和大型应用程序运行需求。同时，该处理器还支持双通道DDR5-4800/DDR4-3200内存，最大容量可达128GB，为大型数据处理和高效运算提供了充足的内存支持；在扩展性方面，开先KX-7000系列处理器提供了24条PCIe 4.0通道和2个USB4接口等，可满足绝大多数市场的应用及扩展需求。这意味着用户可以方便地连接各种高速存储设备和外部设备，进一步提升整机的性能和功能。

不过说到开先KX-7000在消费电子市场上的优势，有一点笔者看来，在其支持windows 7系统，这一点在DIY市场之中的Windows 7爱好者眼中，估计是一大选购的好理由。放眼市场上所有支持window 7的cpu，最新的只有6700k了，而先开kx-7000的性能可是超过6700k，一举成为了原生支持Windows 7的cpu之中，性能最强的存在，这一个“奇怪”的优势可能能成为，开先KX-7000系列进入消费者眼中的一点点突破口；而至于对于国产CPU需求更强的办公电脑领域，笔者并不看好它的表现，一个x86架构很可能成为它进入政府领域的掣肘；退一步讲，如果能接受x86，还有性能更高的海光，很难有用户会主动选择兆芯。

兆芯的CPU产品全系列

不过不管如何，国产cpu的企业越多，笔者越是乐于看到，对于兆芯来说，虽然与部分竞品相比在某些方面仍存在一定的差距，但随着兆芯在技术研发和产品优化上的不断努力，相信未来会有更多令人期待的产品问世。

海光信息

而至于提到的海光信息，这家成立于2014年的公司，以高端处理器、加速器等计算芯片产品和系统研发为核心，于2016年和AMD达成了合作关系，可谓是踩在了巨人的肩膀上，AMD提供了旗下的“Zen1”架构，使得海光的产品迅速得以发展，成为了我国高性能芯片首屈一指的企业。2018年10月，中科曙光更是以5.5元/股受让海光信息1.948亿股股权，受让后合计持有海光信息36.44%股权，为海光信息第一大股东。2022年，海光信息于科创板上市。

在产品体系方面，其产品主要应用于服务器高性能cpu领域。其处理器产品主要分为7000、5000、3000三大系列，满足不同市场需求。例如，海光7000系列主要应用于云计算、大数据、人工智能等对计算能力要求较高的领域；而海光5000系列则适用于云计算、边缘计算等多种应用场景；海光3000系列则更侧重于入门级服务器、工作站等市场。

目前网络之中对于海光CPU的信息十分稀少，其最新产品为海光7390，其采用了32核64线程设计，最高频率3.3Ghz，L3缓存给到了64MB，TDP为110W。主要运用于服务器之中，在Geekbench 6 跑分之中，其成绩约为单核885分，多核6238分。作为对比其性能远远强于上文介绍的龙芯和兆芯的产品，已经接近英特尔i7-9700，是名副其实的“国产”高性能CPU。

但是，海光自身面临的挑战也很明显，首先，由于美国实体名单的制约，海光在与美国公司及其使用美国技术占比超过25%的公司的产品和技术交易上受到限制。这在一定程度上影响了海光的研发和生产。其次，尽管海光拥有X86指令集永久授权，但自主创新程度仍然较低，需要支付授权费，不仅如此，其手中AMD Zen架构的授权是否到期，也是未知数，这也导致未来海光技术的后续升级也可能面临一定难度。最后，海光不支持移动生态，在移动领域的发展上存在一定的劣势。

就目前而言，除了文中提到的三家，我国的自主CPU品牌已经越来越多，使用Arm指令集的有华为、飞腾；使用RISC-V的有香山和平头哥。总结来说，我国CPU进步十分值得鼓励。虽然，就现在的情况来看，龙芯的龙指令集生态较为贫瘠，兆芯的路线目前来看很难成为intel、amd的平替，未来大概率主要是做win7、winxp市场，以及少量的低端2c市场；海光则估计很长一段时间都只能2b，而且是面向少量的大客户做x86，飞腾的ARM指令集授权存在不稳定因素，而刚刚诞生的香山、玄铁还处于萌芽，未来如何发展还是十分不确定。但不管怎么说，国产CPU企业能越来越多，性能逐渐突破，那么就是一件好事儿。未来能否打破AMD、Intel的垄断，还得未来再看。

展望未来，芯芯之火，可以燎原。如今国内的CPU企业数量已经大大提升，这里面可能绝大部分企业都很难最终活下去，但是只要有企业愿意在这个领域加大投入，那么我国CPU就有杀出重围的机会。

从市场的角度出发，国产CPU的发展呈现出积极的态势。随着国内芯片设计企业的技术积累和创新能力的提升，越来越多的国产CPU开始采用先进的制程工艺和架构设计，性能得到了显著提升。同时，国产CPU在功耗控制、安全性能等方面也取得了不小的进步，使得其在多个应用领域具备了与国际品牌竞争的实力。虽然客观来说，在最广大的消费电子领域，我国的CPU基本上竞争不过英特尔和AMD，但是在大众视角之外，特别是在政府、金融、能源等关键领域，国产CPU的替代需求更是迫切。这些国产替代的领域，便是国产CPU企业活下去的关键土壤。从国产替代数据来看，2022年中国服务器出货量为376.81万台，其中x86服务器占比达到97.6%。聚焦到服务器领域，2021~2022年，中国移动PC服务器集中采购中，整体国产服务器占比高达41.43%，采用海光芯片的服务器占比20.90%，采用鲲鹏芯片的服务器占比20.53%；中国电信服务器集中采购中，整体国产服务器占比26.7%，其中，海光占比72%，鲲鹏占比28%。根据 IDC 统计数据，中国 x86 服务器出货量持续增长，在 2021-2025 年复合增长率将达到 8.8%，国产化替代空间可观。

而在技术角度上看，x86架构稳坐第一把交椅。作为目前应用最广泛的高性能处理器架构，x86在PC、服务器等市场的占比极高，在PC市场的占比超过90％，在服务器市场的占比超过95％。虽然近年来受到ARM等新架构处理器的挑战，基于其成熟技术、优异性能、强大生态的优势，x86在这些领域的地位仍然是难以动摇的。国产化替代市场上，大规模在用仍是基于x86指令集的“Wintel”联盟（Windows & intel）产品，因此从综合实力和体验考量，兼容x86的国产产品还是各领域信创替代的最优选择。对于国产CPU来说，兼容x86架构意味着能够实现对市场主流软硬件的无感替代，降低用户和开发者的迁移成本。通过兼容x86架构，国产CPU可以无缝替换原有系统中的处理器，保持软硬件生态的一致性，从而为用户提供更好的使用体验。但是笔者认为，国产CPU在兼容x86架构的基础上，也应积极创新，提升自身性能和技术水平。通过不断优化设计、提高生产工艺、加强安全防护等措施，国产CPU可以逐步缩小与国际先进水平的差距，提升市场竞争力。

在此以外，张效祥先生强调的技术要自己全面掌握，也是十分重要的，它决定了未来我国CPU能否和国外品牌分庭抗礼。所以，在兼容x86架构的同时，国产CPU也应关注其他新兴架构的发展动态，保持技术的前瞻性和灵活性。通过自主研发和创新，国产CPU可以逐步建立起自己的生态系统，为我国的信息化建设提供有力支撑。

国产CPU，黎明已近，国产通用CPU生态的崛起正在成为不可阻挡的趋势。让我们共同期待这一天的到来，见证国产CPU在信创产业中绽放出更加璀璨的光芒。