一文带你厘清国产 CPU

有没有碰到过这种情况？开发出一款软件产品，交付给客户，客户说安装不上。经过一番调查，原因让人哭笑不得，你以兆芯为目标进行开发，客户电脑却用的是龙芯。这也不能怪客户，经过多年的市场培育，在大多数人的认知里，电脑就是 Windows 系统加上英特尔处理器。

这些年国产系统开始推广，才有少数人开始有了操作系统的概念。除了 Windows 系统之外，还有其他不好用的奇奇怪怪的系统。

不光是操作系统， CPU 也是有好多种，并不是只有英特尔兼容的 CPU 才叫 CPU，这篇文章就来扒一扒有哪些国产 CPU。

其实在 CPU 领域，长期以来有 CISC 和 RISC 指令集之争。CISC代表复杂指令集计算机（Complex Instruction Set Computer），而 RISC 则代表精简指令集计算机（Reduced Instruction Set Computer）。

它们就像葵花宝典和独孤九剑。CISC指令丰富，可以执行复杂的操作，如同葵花宝典中的武功，精妙无比，快若闪电。而 RISC 派则得到独孤九剑的真传，别整那么复杂的指令，我就使用精简的指令，一样可以完成复杂的工作。再复杂的指令，其实都可以分解为基本指令。

两派谁也不服谁，那就在市场上见真章吧。

第一阶段，CISC 派节节胜利，英特尔也从一家小公司成长为巨头。而同期与 Intel 掰手腕的产品也很多，比如 IBM 和摩托罗拉联合开发的 PowerPC，Sun 公司的 SPARC，DEC 的 Alpha，都惨遭淘汰。

英特尔也没得意太久，来到第二阶段，情况发生了变化。这时出现了一家叫做 ARM 的公司，借助移动互联网时的东风，产品布满了全世界。 ARM 不仅在移动设备上占据绝对优势，在服务器市场也是攻城略地，蚕食原来属于英特尔的市场。就连传统的 PC 市场，Intel 也感受到了压力。这不，苹果公司率先发难，自家的 Mac 电脑，开始使用自己设计的 ARM 芯片。有了苹果公司的示范效应。微软也把之前失败的 Windows ARM 版本捡起来，表示我还可以再战。

当然，在 PC 领域，Intel 的地位还比较牢固，指令集就是一道护城河，大量基于 x86 指令的应用，想迁移也不是那么容易，所以国产 CPU 也有兼容 x86 指令集的产品。

花开两朵，各表一枝。先来说说 CISC 指令集的国产 CPU。在 CISC 指令集领域，主要就是英特尔带着小弟 AMD 在玩。指令集称作 x86，主要开发者是英特尔，AMD 则得到授权，开发兼容指令集。很多产品架构写着 amd64，这是因为在 32 位转 64 位时，被 AMD 捷足先登，率先开发出兼容 32 位的 64 位指令集。所以现在一般应用程序用 amd64 代表 x86 的 64 位版本。

AMD 的存在完全就是为了应付美国的反垄断调查，所以 AMD 只要冒出一点发展的苗头，就会遭到大哥的打压，但也不会往死里整。这些年 AMD 的日子并不好过。几年前日子实在难过，这时中国伸出了橄榄枝，说要不和我一起干吧，咱有钱。这就是海光这家公司的来头，其生产的 CPU 就是兼容 x86 的处理器，装 Windows、Linux 系统非常容易，兼容性最好，但算不上完全自主，据说现在 AMD 缓过劲来后，又反悔，不再授权最新的 CPU 架构。

在 x86 市场，除了 Intel 和 AMD 之外，还有一家公司 cyrix。这家公司也有 x86 指令集的授权，但并没有开发出像样的产品出来，印象中出过几款 CPU，但市场占有率接近零。后来这家公司被台湾的威盛电子收购，威盛电子曾经在电脑板卡领域很强，当年的北桥芯片基本上被威盛垄断。威盛电子拿到 x86 授权后，也做过一些 CPU，大多用在低端笔记本和台式机上，没掀起什么风浪。再后来威盛和中国大陆组建合资公司，这就是兆芯为什么有 x86 架构的 CPU 的原因。现在上海兆芯背后资源雄厚，在台式机、笔记本领域打开了一些局面。很多信创系统就是使用了兆芯的 CPU。

说完 CISC，再来说说 RISC 指令集的玩家。这个领域派别更多，ARM 产品线不论从市场占有率、产品丰富程度、还是性能，都坐头一把交椅。ARM 这家公司比较奇特，只设计 CPU 指令，不做具体产品，所以这个领域真正的巨头是高通、苹果、三星、华为等，而 ARM 则沦为被收购的对象，先是日本的软银，今年 NVIDIA 试图收购 ARM，遭到各方反对，最终不了了之。这个领域值得一提的是华为的麒麟芯片，当年也是神 U，可惜遭到制裁后，空有设计能力，却造不出来。麒麟芯片是面向手机设计的，其实华为也有面向 PC 和服务器市场的产品，这就是鲲鹏芯片，最新产品就是鲲鹏 920。

做 ARM 芯片，好处是生态完备，有 ARM 公司设计指令集，只需将精力花在优化功耗，提高性能上。但缺点很明显，就是 ARM 架构掌握在 ARM 公司手上，指不定哪一天就不给你授权，给多少钱也不行。华为鲲鹏处理器就面临着这种处境，无法获得最新的 ARM 架构，只能在老的架构上不断优化。

在 ARM 架构上做得比较好的还有飞腾。飞腾 CPU 由国防科技大学研究团队创造，在以往信创项目中具有较强的实战经验，形成了覆盖桌面、服务器和嵌入式等领域的完整产品线。早期的飞腾芯片，比如 FT-1000、FT-1000A、FT-1500等 CPU，是 SPARC 架构的，这一点需要注意。

既然 ARM 架构受制于人，那有没有别的架构呢？有，这就是 MIPS。MIPS指令集是精简指令集（RISC）的衍生架构之一，其设计理念是简化指令集，提高指令的执行效率。MIPS采用了固定长度的指令格式，且所有指令都按字对齐存储。

MIPS 属于学院派的设计，理念很好，可是不经打，在芯片领域乏善可陈。好处是授权费便宜，还可以买断。龙芯最早就是设计 MIPS 芯片，在发展过程中，发展出属于自己的一套指令集，这就是 Loong Arch，不再受制于 MIPS。

自己设计 CPU 架构，不再受制于人，看起来很美好。但有很明显的缺点，就是缺乏生态，啥都需要自己开发，包括操作系统、编译器、语言库等等。反正这条路非常艰难，龙芯公司一路走下来，坚持到现在，相当不容易。

在软件业，开源盛行。那芯片领域，有没有开源的可能呢？你还别说，真的有，这就是 RISC-V。

RISC-V是一个基于精简指令集（RISC）原则的开源指令集架构（ISA）。与 ARM 和 MIPS 不同的是，RISC-V指令集可以自由地用于任何目的，允许任何人设计、制造和销售RISC-V芯片和软件。

国内厂商参与 RISC-V 非常积极，有许多公司设计了RISC-V的产品。其中包括平头哥、芯来科技、芯原股份、中科蓝汛、兆易创新、赛昉科技、全志科技、晶心科技、先楫半导体、中科蓝讯、泰凌微电子、乐鑫科技、中微半导体、航顺芯片、国芯科技、芯昇科技、博流智能、纳思达、晶视智能、方寸微电子等。

其中，平头哥已基本完成RISC-V与国际主流操作系统的全适配，在玄铁RISC-V处理器上成功运行安卓12，成果贡献于AOSP开源体系。此外，中科蓝讯自成立即采用RISC-V指令集架构作为技术开发路线研发、设计芯片，是中国RISC-V产业联盟会员单位、RISC-V基金会战略会员。

总体来说，在国内 CPU 领域，属于战国时代，群雄逐鹿，就看谁最后胜出。也不用担心浪费资源，毕竟该交的学费得交，不经过激烈的拼杀，产品哪有生命力呢？