用上内置国产CPU的个人电脑是不少国人的梦想,中国的IT产业也为这个目标奋斗了将近二十年。
然而在过去,由于技术落后、成本高昂、软件兼容性较差等因素,国产CPU的市场竞争力低下,只能在实验室和特定领域少量应用,无法在商业市场同进口处理器正面抗衡。
随着技术进步、IT产业变革及国际形势的变化,如今以国产CPU取代进口产品已经不是一个遥远的梦想。在政府机关、国企单位等关键领域,换用国产CPU也成为一项需要尽早完成的任务。
那么,这项任务该如何执行,由谁来肩负取代进口处理器的使命,成了摆在决策机关面前的一项现实问题。
为什么要改用国产处理器?
如果CPU产业不存在“软件兼容”这个问题,中国或许早就有能力在关键领域大规模应用国产处理器了。遗憾的是,CPU的设计直接决定了其能够运行哪些应用程序,这成了摆在国产CPU面前最大的障碍。
从上世纪90年代开始,微软和Intel分别以Windows系统和奔腾处理器横扫个人电脑市场,并确立了x86体系的垄断地位。
x86是一种计算机底层指令规范,其专利主要掌握在Intel公司手中。个人电脑上使用的Windows系统和奔腾、酷睿等处理器以及成千上万的应用软件,都是在这一规范基础上设计的,因此即便是2005年生产的电脑也可以运行新一代的Windows 10系统和相应的软件,反之亦然。
其它厂商想要设计制造兼容x86指令规范的CPU,就要得到Intel公司的授权,但是Intel出于自身利益的考虑,极少同意这样的授权请求。
这样一来,新晋CPU研发企业要开发CPU就只能使用不同于x86的指令规范,开发出的产品也就无法运行基于x86规范设计的操作系统和应用软件。由于x86在个人电脑领域的垄断地位,其它企业也就很难与Intel公司正面较量。
IT产业的变革速度超过了大多数人的想象。虽然x86体系在PC产业一直保持着垄断,但到了最近几年,这一状态有了松动的迹象。这也为中国自主CPU的大规模应用创造了条件:
首先,为非x86体系的CPU开发操作系统和应用程序变得不像从前那么困难,只要有足够的需求、资金支持,在一个新的体系上建立一套软件生态环境,是可以做到的;
其次,Intel CPU的性能增长速度在最近几年大大放缓,给了后起之秀追赶的机会,即便国产CPU在性能、功耗等指标上达不到Intel高端产品的水平,依旧可以满足一般用户的需求;
最重要的一点是,政府、国企、军队等关键领域迫切需要用国产芯片取代进口产品,消除信息安全隐患,并预防可能的贸易封锁。
近年来,美国多次对国内敏感单位、国营企业签发出口禁令,更加剧了相关行业、单位对过度依赖进口CPU的忧虑。长远来看,重要部门、企业在CPU、操作系统等IT产品使用方面实现国产化,是无可争议的目标。
国产CPU的体系之争
虽然重要领域换用国产处理器已经是一项亟待完成的任务,但是在具体的实现方式上,中国如今面临着“选择困难症”的尴尬。
当年国内研发自主CPU的相关机构在选择CPU使用的底层指令规范时,因为谁都无法获得Intel的x86授权,因此大家各自选择了其它的规范体系。
其中,中科院计算所的龙芯使用了名为MIPS的标准,并在此基础上发展出了自己的一套规范;江南计算技术研究所的申威芯片选择了Alpha规范;国防科大的飞腾芯片则最终确定使用了ARM规范。
除了这几家国家级科研机构外,民营企业中也有佼佼者在进行自主CPU的开发。最典型的是华为,其正在使用ARM规范开发自己的CPU核心。
最近,上海的兆芯和中科院的曙光相继同境外企业合作,提出了与外方合作开发x86体系CPU的计划。
由于x86专利授权的限制,两家单位无法完全掌握CPU的研发流程,因而在自主性上差于上面提到的单位。但在合作研发的过程中,兆芯和曙光还是能做到避免产品出现后门,并获得自主生产的决定权。因此这两家的产品也可以作为决策部门的备选方案。
综合下来,现阶段国内CPU研发单位选择的指令体系就存在MIPS、Alpha、ARM、x86四种。为其中一种体系开发的操作系统、应用软件无法直接运行在其它体系上,这就成了国内需求方面临的最大困境。
出于软件兼容性、便利性和成本等因素考虑,国内市场未来只可能容纳一个CPU指令体系,也就必须在现有的几种方案中做出选择。一旦选定某个体系并在此基础上发展出一套软件生态,其它体系就基本告别大规模应用的可能,顶多在特定领域小范围部署。
换句话说,决策部门的选择将直接影响几大研发单位的市场前景,乃至影响全球CPU
本文来源:不详 作者:佚名